基于CFD技术的稀油站系统管路参数优化研究

发布时间：2017-05-21 20:06

  本文关键词：基于CFD技术的稀油站系统管路参数优化研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：稀油站是为大型减速机、电机、注水泵、往复式压缩机等各种机械设备提供润滑介质的专用润滑设备，凭借其独特的压力循环供油特性，广泛应用于石油化工、电力、冶金、矿山等行业，在各种机械设备润滑中发挥着重要作用。随着我国工业的发展和技术进步，各种高精尖设备应用越来越广，特别是石油化工行业应用稀油站润滑的系统装备需求不断扩大，对稀油站产品的技术要求也不断提高。因此，在进行稀油站管路系统设计过程中，除考虑其耐压强度要求外，对系统管路内流速以及与其相关联的压力损失必须引起足够的重视。本文以为4M12-78/34氧气压缩机提供润滑的XYZ-100型稀油站为研究对象，采用数值模拟的方法对稀油站管路系统进行整体研究，并对相关参数进行优化分析，为提高此类型稀油站的润滑效率及产品的设计制造技术进步，具有一定的理论价值和实际应用意义。 本课题从流体力学基本方程组出发，，应用CFD数值模拟方法，通过一定的理论研究，探求稀油站管路系统的内部流动特性及相关参数优化方法。其研究工作体现在以下4个方面： 1．概述了目前稀油润滑设备的国内外研究成果，并阐述了相关流体理论及研究流场的方法。 2．对稀油站系统管路参数进行分析，提出结构参数优化数学模型。并建立相应计算流体力学模型进行验证，证明了系统管路参数优化设计模型的可行性。 3．根据系统管路中截止阀流量特性，建立其相对开度与压力损失间的数学模型。避免了研究截止阀内部复杂结构，有利于掌握整体管路系统流体的流动特性。 4．对稀油站系统管路流速进行优化。通过改变管路内径、流速，得出相对应组合状况下的流速、压力及压力降，然后采用稀油站管路系统润滑效率的综合性能评价指标v/Δp比较得出能够使稀油站达到较高综合性能的最佳流速。
【关键词】：稀油站 CFD数值模拟 参数优化 流速 润滑效率
【学位授予单位】：沈阳理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH117.2
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 绪论12-20
• 1.1 课题研究的背景和意义12-14
• 1.2 稀油站润滑系统14-17
• 1.2.1 稀油站概述14-17
• 1.2.2 稀油站研究现状17
• 1.3 计算流体力学概述17-18
• 1.4 本课题研究的目的及内容18-20
• 第2章 CFD 相关理论及方法介绍20-32
• 2.1 流体动力学的控制方程20-24
• 2.1.1 连续性方程21
• 2.1.2 动量守恒方程21-23
• 2.1.3 能量守恒方程23-24
• 2.2 控制方程的离散24-26
• 2.2.1 有限差分法24
• 2.2.2 有限元法24-25
• 2.2.3 有限体积法25-26
• 2.3 流场的求解计算26-29
• 2.3.1 SIMPLE 算法26-27
• 2.3.2 其它改进算法27-29
• 2.4 湍流模型29-30
• 2.4.1 标准k - 模型定义29-30
• 2.4.2 标准k - 模型的适用性30
• 2.5 CFD 软件 Fluent 简介30-32
• 第3章 管路系统参数优化设计及其数值模拟32-48
• 3.1 引言32-33
• 3.2 数学模型33-35
• 3.2.1 沿程压力损失34
• 3.2.2 过 90 °弯时的压力损失34-35
• 3.2.3 流经阀门时的压力损失35
• 3.3 物理模型35-38
• 3.4 模拟分析38-42
• 3.4.1 定义模拟条件38
• 3.4.2 划分网格38-40
• 3.4.3 设置边界条件40-41
• 3.4.4 选取求解器（Solver）方案41-42
• 3.5 结果与分析42-44
• 3.6 本章小结44-48
• 第4章 截止阀阻力特性分析48-64
• 4.1 引言48
• 4.2 物理模型48-49
• 4.3 数学模型49-53
• 4.3.1 阀门开度与流量系数49-52
• 4.3.2 流阻系数与压力损失52
• 4.3.3 流量系数与流阻系数52-53
• 4.3.4 相对开度与流阻系数53
• 4.4 数值模拟53-55
• 4.4.1 边界条件及网格划分53-54
• 4.4.2 数值模拟计算54-55
• 4.5 结果分析55-62
• 4.6 本章小结62-64
• 第5章 稀油站系统管路流速优化探究64-76
• 5.1 引言64-65
• 5.2 模型建立与研究方法65-67
• 5.2.1 物理模型65
• 5.2.2 数学模型65-67
• 5.3 数值模拟67-71
• 5.3.1 初始条件67
• 5.3.2 边界条件67-70
• 5.3.3 求解设置70-71
• 5.4 结果分析71-75
• 5.4.1 流速与流阻性能评价方法的确定71-72
• 5.4.2 内径、流速不同组合下的模拟结果72
• 5.4.3 最佳流速的确定72-75
• 5.5 本章小结75-76
• 结论及展望76-78
• 参考文献78-81
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果81-82
• 致谢82-83

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 沈利亚;;集中自动润滑系统介绍[J];地质装备;2006年02期

2 王振波,张兆伟,韩廷忠,刘新国;截止阀特性测试与研究[J];阀门;2001年06期

3 张衡;蒋东权;;XYZ型稀油站缺陷原因分析及处理[J];广东电力;2006年10期

4 巴鹏;邹长星;;XYZ-125稀油站系统管径优化可行性分析[J];机床与液压;2010年05期

5 闻德生;李永安;张月忠;孙江波;杜利斌;;锥形阀口滑阀的特性研究及流场数值模拟[J];机床与液压;2010年21期

6 严军;林锐;李小军;;基于AMESim的长管路液压系统仿真研究[J];机械与电子;2008年10期

7 袁新明;贺治国;毛根海;;用RNG k-ε紊流模型对截止阀三维紊流流动的数值模拟[J];流体机械;2006年02期

8 刘宏杰;王文友;李杰;何永健;;大型往复压缩机稀油站润滑系统的故障分析与改造[J];流体机械;2009年05期

9 王军玲;李兴泉;田贯三;赵自军;;燃气系统中调节阀相对开度变化时流量的计算[J];煤气与热力;2010年04期

10 王霄;刘东雷;刘会霞;蔡兰;朱剑英;;基于计算流体力学方法求解流体润滑问题的研究[J];润滑与密封;2006年08期

中国硕士学位论文全文数据库 前5条

1 邹长星;XYZ-100型稀油站管路流场数值模拟[D];沈阳理工大学;2010年

2 王明军;管壳式换热器的数值模拟与优化设计[D];中南大学;2011年

3 朱家亮;基于CFD的内循环流化床流场结构分析及优化设计[D];华南理工大学;2011年

4 苏丽娟;基于CFD的旋转喷射泵数值模拟与优化研究[D];华南理工大学;2011年

5 李斌;基于CFD的调节阀内部流场的研究[D];兰州理工大学;2009年

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