脱硫除尘用可控风机结构设计及其性能预测研究

发布时间：2023-03-07 17:29

　　中国是世界上以燃煤为主要能源的国家,也是燃煤污染物排放第一大国,燃煤所造成的酸雨污染和颗粒物污染已成为制约我国经济和社会可持续发展的一个重要因素。因此在经济不断发展基础上,要大力开发符合国情的燃煤烟气脱硫技术,而研究脱硫除尘一体化技术将成为我国整治雾霾治理烟气污染的热点。本文研究的是在脱硫除尘系统中提供传递动力的关键部件脱硫除尘用风机,其性能优劣直接影响着脱硫除尘结构系统,而在现有市场中并没有一款高效的脱硫除尘用风机,因此对其高效性和环保性研究具有重要意义。本文以脱硫除尘用风机为研究对象,采用数值流场模拟和试验优化相结合的方法,基于流场分析了脱硫除尘用风机叶轮结构参数对其性能的影响,设计正交试验构造试验样本,通过极差分析法研究叶轮结构参数的变化对风机性能影响的规律基础上,利用复合形法和遗传算法对脱硫除尘用风机的结构参数进行优化研究,并寻找出最优的结构参数组合。根据流场分析得到的效率和结构参数之间的曲线列表,通过数据回归推导出脱硫除尘风机的性能预测模型,为以后脱硫除尘风机的设计和性能预测提供参考。 本文主要研究内容有： 第一章阐述了离心风机数值模拟及优化的研究现状和未来的发展趋势,以及本...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 脱硫除尘风机数值模拟技术的研究现状及发展趋势
    1.3 本文研究的目的
    1.4 本文研究的主要内容
第二章 脱硫除尘风机的结构设计
    2.1 脱硫除尘用风机的基本理论
    2.2 脱硫除尘风机的设计步骤
        2.2.1 叶轮设计
        2.2.2 集流器与蜗壳设计
    2.3 脱硫除尘风机的二维图
    2.4 本章小结
第三章 脱硫除尘风机的数值模拟及流场分析
    3.1 脱硫除尘风机物理模型的建立
    3.2 脱硫除尘风机的流域模型
    3.3 脱硫除尘风机的数值分析理论
        3.3.1 基础控制方程
        3.3.2 湍流的数值模拟方法
        3.3.3 标准k-ε粘性模型
        3.3.4 离散方法
        3.3.5 离散格式
        3.3.6 压力与速度耦合关系的处理
    3.4 脱硫除尘风机的数值模拟
        3.4.1 网格划分
        3.4.2 旋转区域的处理
        3.4.3 边界条件的设置
        3.4.4 数值求解
    3.5 脱硫除尘风机流场模拟结果分析
    3.6 本章小结
第四章 脱硫除尘风机正交试验
    4.1 脱硫除尘风机的数学模型
        4.1.1 脱硫除尘风机的效率响应模型
        4.1.2 脱硫除尘风机的噪声响应模型
    4.2 脱硫除尘风机综合目标函数的确定
    4.3 结构参数的正交试验设计
        4.3.1 试验评价指标的确定
        4.3.2 结构参数因素和水平的确定
        4.3.3 选择正交表
        4.3.4 编制实验方案
    4.4 试验结果分析
    4.5 数值模拟的验证
    4.6 本章小结
第五章 基于流场分析的多目标优化研究
    5.1 优化的意义与方法
    5.2 复合形优化方案
        5.2.1 初始复合形的构成方式
        5.2.2 复合形算法的优化过程
    5.3 目标函数
        5.3.1 试验评价指标权重的建立
        5.3.2 综合加权评分目标函数的建立
        5.3.3 复合型优化的终止条件
    5.4 脱硫除尘风机叶轮正交试验的综合加权评分
    5.5 脱硫除尘风机叶轮结构参数的复合型优化
    5.6 基于遗传算法脱硫除尘风机的多目标优化研究
        5.6.1 遗传算法的基本原理
        5.6.2 遗传算法优化实现
        5.6.3 优化结果分析
    5.7 复合形优化与遗传算法优化对比分析
    5.8 优化后风机流场动力学特征分析
    5.9 本章小结
第六章 脱硫除尘风机基于流场分析的性能预测
    6.1 经验公式的数学基础
    6.2 流量系数K的确定
    6.3 脱硫除尘风机预测模型的建立
    6.4 本章小结
第七章 结论与展望
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢



本文编号：3757583