不同内部结构稳压罐的稳流效果数值模拟研究
发布时间：2022-12-07 20:23
流体输配管网中使用的各类换热器、阀门和流量仪表等,其性能参数对系统运行过程有非常重要的影响。当对这些设备的性能参数进行测试时,稳压罐是流量标准测试装置中常用的稳压设备,具有衰减流量和压力脉动的作用,以提高相关设备性能参数检测结果的准确性和重复性。本文采用数值模拟的方法研究稳压罐内部结构参数对稳压和稳流性能的影响,为稳压罐的产品设计以及下游测试管道流量测点位置的选取提供技术支撑。根据Fluent软件的数值模拟结果与相关实验中稳压罐下游管道的流量波动系数基本吻合,验证了数值模拟方法的可靠性。采用上述数值模拟方法对稳压罐内气液两相脉动流动进行瞬态数值模拟,以流量波动为评价指标,分析稳压罐的流量稳定性。结果表明:减小横隔板孔径,有利于降低稳压罐出口区域的湍流粘度,提高稳压罐的流量稳定性;竖隔板孔口位于下部时,沿进水管道进入稳压罐的脉动流体直接通过孔口后冲击出口区域的流体,不利于流量的稳定性,应将孔口布置在上部为宜。稳压罐下游管道入口截面的横向流速呈对称分布,而纵向流速分布还需要一定长度的直管段整流后才能达到均匀。通过分析稳压罐和下游管道的湍流粘度及流速分布,研究稳压罐结构参数对稳流效果的影响,...
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究的背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 稳压罐对流量脉动衰减性能的影响研究
1.2.2 压力脉动衰减器对压力脉动衰减性能的影响研究
1.2.3 蓄能器对压力脉动衰减性能的影响研究
1.3 国内外文献综述的简析
1.4 主要研究内容
第2章 稳压罐数学物理模型的建立与验证
2.1 计算流体力学概述
2.1.1 CFD简介
2.1.2 FLUENT软件介绍
2.2 数值模拟理论
2.2.1 控制方程
2.2.2 湍流数值计算方法
2.2.3 湍流模型
2.2.4 多相流模型
2.3 稳压罐数值模拟方法验证
2.3.1 物理模型与网格划分
2.3.2 数学模型
2.3.3 边界条件及流体参数
2.3.4 结果验证
2.4 本章小结
第3章 稳压罐的瞬态数值模拟研究
3.1 横隔板孔口直径对流量稳定性的影响
3.1.1 物理模型介绍
3.1.2 边界条件与流体参数
3.1.3 稳压罐内流量波动
3.1.4 稳压罐下游出水管道速度分布
3.2 竖隔板孔口位置对流量稳定性的影响
3.2.1 物理模型介绍
3.2.2 稳压罐内流量波动
3.2.3 稳压罐下游出水管道速度分布
3.3 本章小结
第4章 横隔板式稳压罐的稳态工况
4.1 稳压罐稳态数值模拟计算方法
4.1.1 物理模型介绍
4.1.2 边界条件与流体参数
4.1.3 网格无关性验证
4.2 不同横隔板层数的稳压罐
4.2.1 物理模型的建立
4.2.2 模拟结果与分析
4.3 不同横隔板孔径的稳压罐
4.3.1 物理模型的建立
4.3.2 模拟结果与分析
4.4 不同横隔板间距的稳压罐
4.4.1 物理模型的建立
4.4.2 模拟结果与分析
4.5 本章小结
第5章 竖隔板式稳压罐的稳态工况
5.1 不同竖隔板位置的稳压罐
5.1.1 物理模型的建立
5.1.2 模拟结果与分析
5.2 不同竖隔板孔口位置的稳压罐
5.2.1 物理模型的建立
5.2.2 模拟结果与分析
5.3 不同竖隔板高度的稳压罐
5.3.1 物理模型的建立
5.3.2 模拟结果与分析
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于流体体积函数模型的横板型稳压罐内气液两相流场仿真研究[J]. 于陆军,侯松梁,马宇明,曹久莹. 计量学报. 2019(06)
[2]基于VOF模型的稳压罐充水两相流流场数值模拟[J]. 于陆军,王科,潘乐,程海峰. 计量技术. 2019(02)
[3]水流量标准装置中横板式稳压罐仿真分析[J]. 于陆军,赵伟,马宇明. 计量技术. 2018(10)
[4]基于Fluent的竖板稳压罐仿真研究[J]. 于陆军,赵伟,桂文浩. 计量与测试技术. 2018(08)
[5]国务院印发《“十三五”节能减排综合工作方案》[J]. 中国资源综合利用. 2017(02)
[6]栅板压力脉动衰减器的设计与数值模拟[J]. 沈正帆. 船舶工程. 2016(09)
[7]新型管路液流脉动衰减器的数值与试验研究[J]. 陈建全,韩省亮,崔铭洋,李永东. 流体机械. 2014(01)
[8]考虑进口特性的蓄能器吸收压力脉动动态特性研究[J]. 杨钢,仇艳凯,李宝仁,李罡. 液压与气动. 2012(04)
[9]大口径热量表性能检测装置的研制[J]. 李爱伟,朱江,赵彩琳,侯学伟. 中国计量. 2011(09)
[10]基于FLUENT的某型压力脉动衰减器的流场分析及优化设计[J]. 李延民,张智慧,张永. 机床与液压. 2010(11)
博士论文
[1]影响水流量标准装置性能的关键问题研究[D]. 郭兰兰.山东大学 2014
[2]液压系统脉动衰减器的特性分析[D]. 杜润.西南交通大学 2010
硕士论文
[1]半圆形截面Zigzag通道内烃类介质流动与换热特性数值模拟研究[D]. 黄长烨.哈尔滨工业大学 2019
[2]直通道PCHE内超临界流体流动与传热特性数值模拟研究[D]. 汤寿超.哈尔滨工业大学 2019
[3]特定安装条件下孔板流量传感器流出系数的研究[D]. 刘畅.哈尔滨工业大学 2018
[4]供热管道中既有弯头流量测量特性模拟分析[D]. 韩冲.哈尔滨工业大学 2016
[5]往复式注水泵在长庆油田的应用研究—泵吸入口、排出口蓄能器优化[D]. 张昊.西安石油大学 2015
[6]液压系统压力脉动衰减器特性研究[D]. 章寅.浙江大学 2011
[7]水流量标准装置变频加容器稳压系统研究[D]. 何子延.天津大学 2010
[8]水流量标准装置不确定度和流量稳定性研究[D]. 李峥.天津大学 2009
[9]压力脉动衰减器的数学模型仿真及CFD流体解析[D]. 单长吉.西南交通大学 2004
本文编号：3712777
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究的背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 稳压罐对流量脉动衰减性能的影响研究
1.2.2 压力脉动衰减器对压力脉动衰减性能的影响研究
1.2.3 蓄能器对压力脉动衰减性能的影响研究
1.3 国内外文献综述的简析
1.4 主要研究内容
第2章 稳压罐数学物理模型的建立与验证
2.1 计算流体力学概述
2.1.1 CFD简介
2.1.2 FLUENT软件介绍
2.2 数值模拟理论
2.2.1 控制方程
2.2.2 湍流数值计算方法
2.2.3 湍流模型
2.2.4 多相流模型
2.3 稳压罐数值模拟方法验证
2.3.1 物理模型与网格划分
2.3.2 数学模型
2.3.3 边界条件及流体参数
2.3.4 结果验证
2.4 本章小结
第3章 稳压罐的瞬态数值模拟研究
3.1 横隔板孔口直径对流量稳定性的影响
3.1.1 物理模型介绍
3.1.2 边界条件与流体参数
3.1.3 稳压罐内流量波动
3.1.4 稳压罐下游出水管道速度分布
3.2 竖隔板孔口位置对流量稳定性的影响
3.2.1 物理模型介绍
3.2.2 稳压罐内流量波动
3.2.3 稳压罐下游出水管道速度分布
3.3 本章小结
第4章 横隔板式稳压罐的稳态工况
4.1 稳压罐稳态数值模拟计算方法
4.1.1 物理模型介绍
4.1.2 边界条件与流体参数
4.1.3 网格无关性验证
4.2 不同横隔板层数的稳压罐
4.2.1 物理模型的建立
4.2.2 模拟结果与分析
4.3 不同横隔板孔径的稳压罐
4.3.1 物理模型的建立
4.3.2 模拟结果与分析
4.4 不同横隔板间距的稳压罐
4.4.1 物理模型的建立
4.4.2 模拟结果与分析
4.5 本章小结
第5章 竖隔板式稳压罐的稳态工况
5.1 不同竖隔板位置的稳压罐
5.1.1 物理模型的建立
5.1.2 模拟结果与分析
5.2 不同竖隔板孔口位置的稳压罐
5.2.1 物理模型的建立
5.2.2 模拟结果与分析
5.3 不同竖隔板高度的稳压罐
5.3.1 物理模型的建立
5.3.2 模拟结果与分析
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于流体体积函数模型的横板型稳压罐内气液两相流场仿真研究[J]. 于陆军,侯松梁,马宇明,曹久莹. 计量学报. 2019(06)
[2]基于VOF模型的稳压罐充水两相流流场数值模拟[J]. 于陆军,王科,潘乐,程海峰. 计量技术. 2019(02)
[3]水流量标准装置中横板式稳压罐仿真分析[J]. 于陆军,赵伟,马宇明. 计量技术. 2018(10)
[4]基于Fluent的竖板稳压罐仿真研究[J]. 于陆军,赵伟,桂文浩. 计量与测试技术. 2018(08)
[5]国务院印发《“十三五”节能减排综合工作方案》[J]. 中国资源综合利用. 2017(02)
[6]栅板压力脉动衰减器的设计与数值模拟[J]. 沈正帆. 船舶工程. 2016(09)
[7]新型管路液流脉动衰减器的数值与试验研究[J]. 陈建全,韩省亮,崔铭洋,李永东. 流体机械. 2014(01)
[8]考虑进口特性的蓄能器吸收压力脉动动态特性研究[J]. 杨钢,仇艳凯,李宝仁,李罡. 液压与气动. 2012(04)
[9]大口径热量表性能检测装置的研制[J]. 李爱伟,朱江,赵彩琳,侯学伟. 中国计量. 2011(09)
[10]基于FLUENT的某型压力脉动衰减器的流场分析及优化设计[J]. 李延民,张智慧,张永. 机床与液压. 2010(11)
博士论文
[1]影响水流量标准装置性能的关键问题研究[D]. 郭兰兰.山东大学 2014
[2]液压系统脉动衰减器的特性分析[D]. 杜润.西南交通大学 2010
硕士论文
[1]半圆形截面Zigzag通道内烃类介质流动与换热特性数值模拟研究[D]. 黄长烨.哈尔滨工业大学 2019
[2]直通道PCHE内超临界流体流动与传热特性数值模拟研究[D]. 汤寿超.哈尔滨工业大学 2019
[3]特定安装条件下孔板流量传感器流出系数的研究[D]. 刘畅.哈尔滨工业大学 2018
[4]供热管道中既有弯头流量测量特性模拟分析[D]. 韩冲.哈尔滨工业大学 2016
[5]往复式注水泵在长庆油田的应用研究—泵吸入口、排出口蓄能器优化[D]. 张昊.西安石油大学 2015
[6]液压系统压力脉动衰减器特性研究[D]. 章寅.浙江大学 2011
[7]水流量标准装置变频加容器稳压系统研究[D]. 何子延.天津大学 2010
[8]水流量标准装置不确定度和流量稳定性研究[D]. 李峥.天津大学 2009
[9]压力脉动衰减器的数学模型仿真及CFD流体解析[D]. 单长吉.西南交通大学 2004
本文编号：3712777
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