基于涡街和V锥组合式仪表的湿蒸汽计量特性研究

发布时间：2020-03-27 19:16

【摘要】：湿蒸汽是能源领域的重要流体介质,属于汽液两相流,受复杂的蒸汽性质和离散液滴的影响,一直是工业计量中的难点。涡街流量计与差压流量计已广泛应用于蒸汽的测量,并取得了较好的计量效果。但对于湿蒸汽测量,单一的流量计难以满足多参数精确计量的要求。组合式仪表成为湿蒸汽测量的一种重要解决方案,但测量机理研究还有待深入。本文针对涡街与V锥组合式的湿蒸汽计量开展研究,主要工作如下:1、湿蒸汽的特性探究,分析其计量过程中的难点,确定了涡街与V锥组合式仪表的湿蒸汽计量特性作为研究内容,通过理论与经验分析设计了流量计的尺寸结构与组合方式。2、壁面函数处理与湍流模型选取,通过五种常见湍流模型的平板绕流模拟对比,以及回流区长度的比较,确定SST k-ω模型最接近实际流动情况,可作为后续仿真当中的湍流模型,提高数值模拟的可信度。3、分别对涡街与V锥建立仿真模型,并与相关文献结论及工业现场实验数据进行对比,与仿真结果具备相同的变化规律,确定了仿真模型与仿真方案的可行性,保证仿真结果可信度。4、通过仿真数据对涡街与V锥的湿蒸汽计量特性展开详细研究,提出相关无量纲参数作为衡量指标,探究了各无量纲参数对涡街斯特劳哈尔数已及V锥混合流出系数的影响规律,并分析作用机理。
【图文】：

1.1 蒸汽状态湿蒸汽即湿饱和蒸汽，属于汽液两相流，在性质上区别于过热蒸汽和干饱汽，一般是在蒸汽锅炉中定压加热产生。在一定的压力条件，汽、水共存的锅炉中，液态水和蒸汽的分子均不停运动，既存在从水中飞出的分子，也有互碰撞而进入水中的分子，当二者数量相等时达到动态平衡。处于动态平衡、水并存状态称作饱和状态，属于饱和状态的蒸汽就是饱和蒸汽。当饱和状，液态水与蒸汽的压力与温度一致，分别称作饱和压力和饱和温度，二者之严格的一一对应关系，饱和压力随饱和温度的升高而增大。在定压下加热，当水达到饱和温度后，饱和水将逐渐开始汽化。当水还没汽化前，仍含有液态饱和水的蒸汽状态称为湿饱和蒸汽，简称湿蒸汽。湿饱汽如果继续定压加热，残余的液体水将完全汽化，不含液态水的蒸汽状态为和蒸汽，干饱和蒸汽继续加热就变为过热蒸汽，此时的温度升高至超过饱和，则温度与压力就不再具有一一对应关系[46]。具体的生成与变化过程如图示。

第 2 章 湿蒸汽特性及流量计量原理化阶段，介质处于湿蒸汽状态，蒸汽与液体水共存，，且温态是干饱和蒸汽；1”-1 过程为过热阶段，介质处于过热下每个代表饱和水状态的点，可以得到一条下界线，称之压力下每个代表饱和蒸汽状态的点，可以得到一条上界线上、下两个界线的交点被称为临界点，在临界点以上，汽。随着压力与温度的变化，水蒸汽的三个阶段和五个状态]。
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TK31

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 韩中合;韩旭;李鹏;;湿蒸汽非平衡凝结流动的热力学特性[J];化工学报;2015年11期

2 许文达;张涛;毕英;李宝;刘伟光;;蒸汽对涡街流量计计量特性影响分析[J];天津大学学报(自然科学与工程技术版);2014年08期

3 张纯静;;双V锥组合测量饱和湿蒸汽的干度及流量研究[J];当代化工;2014年02期

4 王海平;袁德文;何灿阳;谢滔;曹志勇;王俊杰;;基于湿蒸汽测量的文丘里管结构优化设计方法[J];核动力工程;2013年03期

5 王晓智;耿艳峰;华陈权;张晶;叶露;;基于槽式孔板和旋进漩涡流量计的湿气计量研究[J];中国海上油气;2013年03期

6 张乐乐;张燕平;黄树红;高伟;;汽轮机湿蒸汽区蒸汽焓值的计算模型研究[J];动力工程学报;2013年04期

7 杜义朋;王为民;周立峰;张纯静;王庆;汪笑楠;李思宁;刘杰;;双涡街法测量饱和蒸汽干度研究[J];当代化工;2013年01期

8 李健生;王滨;;蒸汽流量测量中的温度压力补偿[J];发电设备;2012年05期

9 付荣申;;蒸汽质量超声流量计的应用[J];石油化工自动化;2012年02期

10 叶非;叶海清;纪纲;;双向蒸汽流量的测量[J];石油化工自动化;2012年02期

本文编号：2603271