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新型对冲迷宫节流元件降压控速特性与结构参数优化研究

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新型对冲迷宫节流元件降压控速特性与结构参数优化研究

作者：金鹏飞宁夏大学

学位级别：硕士

高压差调节阀作为现代流程工业重要的控制装备,目前国内相关理论分析和实验的研发工作做的比较少。本文针对一款新型对冲迷宫高压调节阀的内部核心节流元件开展研究,这种类型的节流元件代表高端品类调节阀的发展方向。因此,本文运用已... 详细信息

高压差调节阀作为现代流程工业重要的控制装备,目前国内相关理论分析和实验的研发工作做的比较少。本文针对一款新型对冲迷宫高压调节阀的内部核心节流元件开展研究,这种类型的节流元件代表高端品类调节阀的发展方向。因此,本文运用已有的盘片式迷宫流道理论模型,分析其降压控速特性,借助实验和数值模拟手段建立新型对冲迷宫节流元件的设计优化准则,得到如下主要结论:(1)基于伯努利方程引入出口能量限制准则建立了不可压缩条件下节流元件降压控速的基础理论模型。(2)设计制作实验装置,测得新型对冲迷宫节流元件局部阻力系数值,明确了降压级数与降压能力之间的数量关系,证明了级数降压能力之间是线性相关的,得到了完整的节流元件降压控速模型,为后续数值模拟标定奠定了基础。(3)借助实验结果标定,得到较为准确的数值计算模型,探明了节流元件降压控速的内部速度压力分布规律,分析表明新型对冲节流元件在不同压力边界条件下都具有稳定良好的降压控速能力。(4)分别考察节流元件的对冲流道直径、对冲流道直径扩张值和对冲转角出流流道深度等结构参数对于出口端平均速度的敏感性,通过Box-Behnken响应面法分析各结构参数对于出口端平均速度影响的显著性,以出口平均速度最小作为优化目标得到节流元件定义域内的最优结构参数,并验证了优化方向的正确性和结果的可靠性。新型对冲节流元件的降压控速模型和结构参数优化结果都将为此类阀门设计制造提供参考,为最终解决国内对于该类阀门依赖于进口的现实问题提供坚实基础。

关键词：对冲迷宫节流元件降压控速局部阻力系数 CFD 响应面法

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自由水跃区壁面阻力的研究

应用力学学报 2015年第1期32卷 83-89,174页

作者：张志昌赵莹贾斌傅铭焕西安理工大学西安710048 中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司工程实验检测分院西安710048

根据已有文献对附壁射流区流速分布和壁面阻力的试验成果,分析了自由水跃区断面流速分布和最大流速沿程分布规律;首次根据边界层的动量积分方程分析了水跃主体段的射流厚度、水跃区的壁面切应力系数、壁面阻力系数的变化规律;给出了边... 详细信息

根据已有文献对附壁射流区流速分布和壁面阻力的试验成果,分析了自由水跃区断面流速分布和最大流速沿程分布规律;首次根据边界层的动量积分方程分析了水跃主体段的射流厚度、水跃区的壁面切应力系数、壁面阻力系数的变化规律;给出了边界层厚度、壁面局部阻力系数、壁面阻力系数、平均壁面阻力系数的计算方法,并将计算结果与已有文献的试验资料进行了比较。结果表明:由本文式(9)和式(26)得到的数据与文献中的试验数据吻合较好;在Fr1≥5.45时,式(29)的计算结果与试验较吻合,在Fr1?5.45时,其计算结果与试验偏差较大;采用本文公式(34)计算水跃的共轭水深,与文献所得结果的最大误差为3.643%。

关键词：自由水跃边界层局部阻力系数沿程阻力系数平均壁面阻力系数

20000 TEU首制船舱底水输送泵问题分析

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船海工程 2019年第2期48卷 51-53页

作者：鲁建白伯伦吴佳明上海外高桥造船有限公司上海200137

从典型实例出发,分析调试舱底水输送泵过程中碰到的问题,找出原因,探讨解决方法,计算对比管路附件阻力,为问题的解决提供理论依据,总结此类问题发生的原因以及改进思路。

关键词：舱底水单螺杆泵性能曲线摩擦阻力系数局部阻力系数

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蒸汽发生器管嘴局部阻力试验与数值研究

动力工程学报 2013年第9期33卷 688-693页

作者：曲世祥顾汉洋上海交通大学核能科学与工程学院上海200240

对蒸汽发生器一次侧进、出口管嘴的缩比模型进行了局部阻力试验,获得了进、出口管嘴的局部阻力系数.对进、出口管嘴试验模型分别建立结构网格,选用剪切应力输运(SST)湍流模型,采用Fluent软件进行了流场分析计算.结果表明:数值模拟得到... 详细信息

对蒸汽发生器一次侧进、出口管嘴的缩比模型进行了局部阻力试验,获得了进、出口管嘴的局部阻力系数.对进、出口管嘴试验模型分别建立结构网格,选用剪切应力输运(SST)湍流模型,采用Fluent软件进行了流场分析计算.结果表明:数值模拟得到的进、出口管嘴局部阻力系数与对应工况下试验结果的相对误差小于5%;随着进口管嘴与筒体轴线角度的增大,进口管嘴的局部阻力系数明显增大,在满足安装工艺的条件下,建议选用较小的进口接管角度;蒸汽发生器传热管管板进口区域的流场和压力分布均一性较差,会对蒸汽发生器各管内的质量流率分配产生不利影响;出口管嘴两出口接管的压差不平衡对体积流量分配的影响较显著.

关键词：蒸汽发生器管嘴局部阻力系数试验研究数值模拟

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微小通道内气体突扩阻力特性的实验研究

工程热物理学报 2009年第4期30卷 641-644页

作者：王玲郭航俞坚叶芳马重芳北京工业大学环境与能源工程学院传热强化与过程节能教育部重点实验室及传热与能源利用北京市重点实验室北京100124

采用缝隙测压方法,测量了内径从0.245 mm到0.850 mm的三种不同面积比的微通道内氮气和氦气突扩时的局部阻力损失。结果表明,两种气体的局部阻力系数不同。在层流阶段,微通道内的两种气体突扩阻力系数都要高于常规管的值,氦气的突扩阻力... 详细信息

采用缝隙测压方法,测量了内径从0.245 mm到0.850 mm的三种不同面积比的微通道内氮气和氦气突扩时的局部阻力损失。结果表明,两种气体的局部阻力系数不同。在层流阶段,微通道内的两种气体突扩阻力系数都要高于常规管的值,氦气的突扩阻力系数还高于氮气的阻力系数。而在湍流阶段,由于气体的可压缩性,突扩阻力系数随雷诺数的增大而增大。而且通道面积比越小,突扩阻力系数增加的幅度越大。

关键词：微通道突扩局部阻力系数

高温气冷堆备用停堆装置新型供料器分析与试验

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原子能科学技术 2009年第S2期43卷 297-300页

作者：杨帆黄志勇何学东张蒲李琳陈凤清华大学核能与新能源技术研究院北京100084

吸收球停堆装置参与球床型高温气冷堆的堆芯反应性调节控制,实现反应堆冷停堆,供料器是数百万个6 mm吸收球从堆芯反射层被气力输送回到贮球罐的起点,吸收球在供料器中被气流悬浮、加速,需研究不同结构型式的供料器的输送性能及可靠性... 详细信息

吸收球停堆装置参与球床型高温气冷堆的堆芯反应性调节控制,实现反应堆冷停堆,供料器是数百万个6 mm吸收球从堆芯反射层被气力输送回到贮球罐的起点,吸收球在供料器中被气流悬浮、加速,需研究不同结构型式的供料器的输送性能及可靠性。利用Fluent软件对新型流化管式供料器进行了数值模拟分析,获得速度、压力分布场,同时进行了空气介质常温流动供料器试验研究。模拟计算得到供料器局部阻力系数约为5.1,试验测得供料器局部阻力系数为5.7,结果在工程应用可接受的范围内。

关键词：高温气冷堆备用停堆系统局部阻力系数数值计算分析

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关于管路突然扩大局部阻力系数的研究

东北水利水电 2000年第3期18卷 25-26页

作者：赵宝峰门宝辉东北农业大学工程学院黑龙江哈尔滨150030

在管路设计中 ,经常遇到局部阻力系数的确定。突然扩大局部阻力系数是通过理论确定的 ,通过对三种突扩情况下的局部阻力系数的实验研究 ,结果发现突扩阻力系数不但与两过流断面有关 ,而且还和流速有关。通过实验研究。

关键词：管路局部阻力系数管径水力计算

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城市地下道路分(合)流匝道通风阻力特性

隧道建设（中英文） 2017年第11期37卷 1409-1416页

作者：袁浩庭陈超李琼王陆瑶李亚茹北京工业大学建筑工程学院北京100124 华北科技学院建筑工程学院北京101601

为分析多点进出结构的城市地下道路空气流动特性,以长沙市营盘路湘江隧道为原型,通过现场实测、缩尺模型试验以及CFD软件数值模拟方法,对分(合)匝道通风阻力特性进行了研究,考察了雷诺数、风量比、分岔角度对分(合)流匝道阻力特性的影... 详细信息

为分析多点进出结构的城市地下道路空气流动特性,以长沙市营盘路湘江隧道为原型,通过现场实测、缩尺模型试验以及CFD软件数值模拟方法,对分(合)匝道通风阻力特性进行了研究,考察了雷诺数、风量比、分岔角度对分(合)流匝道阻力特性的影响规律。研究结果表明:1)主隧道与匝道风量比、主隧道与匝道夹角是影响分(合)流匝道局部阻力系数的关键因素;2)城市地下道路分(合)流匝道局部阻力变化特性,不宜简单套用通风管道的三通构件的参数;3)结合最小二乘法和Matlab软件对计算结果进行多因素回归分析,给出了基于长沙营盘路湘江隧道的分(合)流匝道主隧道和匝道的局部阻力系数关联式。研究结果可为复杂结构城市地下道路通风系统阻力特性分析及通风工程优化设计提供方法参考。

关键词：多点进出城市地下道路分(合)流匝道局部阻力系数缩尺模型实验数值模拟

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三通管水头损失计算方法及在施肥机中的应用

三通管水头损失计算方法及在施肥机中的应用

作者：柏杨西北农林科技大学

学位级别：硕士

为合理匹配水肥一体化施肥机中注肥泵的规格,解决注肥泵匹配不当带来的吸肥效果差、能耗较大等问题。本文通过研究施肥机中三通管的水力特征规律,提出了三通管水头损失计算方法,并对其在施肥机中进行了注肥泵匹配的应用。研究进展主要... 详细信息

为合理匹配水肥一体化施肥机中注肥泵的规格,解决注肥泵匹配不当带来的吸肥效果差、能耗较大等问题。本文通过研究施肥机中三通管的水力特征规律,提出了三通管水头损失计算方法,并对其在施肥机中进行了注肥泵匹配的应用。研究进展主要分为以下几方面:首先,采用数值模拟与试验研究的方法对三通管水力特征进行了研究;其次,建立三通管局部阻力系数的计算模型与注肥前后主灌溉管压力、流量变化量的计算模型;最后,基于未注肥时主灌溉管的压力、流量及文丘里施肥器进口流量、吸肥量大小,推求了三通管注肥压力的大小。本文得到的结论如下:(1)三通管注水工况,选用Realizable k-ε湍流模型进行数值模拟。通过试验数据与模拟数据进行比对,三通管主管进口压力的平均相对误差为0.11%,三通管侧管进口压力的平均相对误差为0.23%,三通管主管出口流量的平均相对误差为0.002%;三通管注肥工况,采用多相流混合模型Mixture model与湍流模型Realizable k-εmodel模型,经与试验值对比,三通管进口压力的平均相对误差为0.12%,三通管侧管进口压力平均相对误差为0.24%,三通管出口流量平均相对误差为0.004%,模型精确,能够正确模拟三通管注水、注肥工况。(2)为区别注肥、注水对三通管局部阻力系数的影响,以密度与粘度代表水肥的不同工况,明晰了不同水肥对三通管局部阻力系数的影响规律。随着三通管侧管注入水肥的密度增大,局部阻力系数ξ逐渐增大、局部阻力系数ξ逐渐减小。水肥粘度对局部阻力系数影响基本不变。为确保注肥泵的正常运行,选用注水工况推求局部水头损失大小。(3)三通管主管进口与主管出口间局部阻力系数ξ主要受三通管侧管进口与主管出口流量比的影响。随流量比递增,局部阻力系数ξ先增大后减小;三通管侧管进口与主管出口间局部阻力系数ξ受流量比与侧管与主管的管径比影响。局部阻力系数ξ随着流量比递增而增大,随管径比递增而减小。建立了局部阻力系数ξ、ξ的计算模型(R=0.996、R=0.999)。该模型能够准确得到三通管侧管注肥进口压力,达到匹配注肥泵的目的。(4)由于水肥注入主灌溉管后,会影响原有主灌溉管的流量与压力。为便于匹配注肥泵。因此,本文建立了主灌溉管流量变化量回归模型,其相关系数R为0.999;建立了主管压力变化量回归模型,其相关性系数R为0.994。经试验验证,模型精确度较高,可适用于注肥后主灌溉的压力、流量计算。(5)基于局部阻力系数ξ计算模型与主灌溉管流量变化量、压力变化量的计算模型在旁路式施肥机上进行注肥泵的匹配应用。比较旁路式施肥机注肥管压力的试验值与计算值:旁路式施肥机开启单个施肥通道时,注肥管压力平均相对误差为1.39%;旁路式施肥机同时开启两个施肥通道时,注肥管压力平均相对误差为1.79%;旁路式施肥机同时开启三个施肥通道,注肥管压力平均相对误差为0.86%。说明采用该计算方法,能够精确匹配注肥泵扬程。

关键词：三通管水头损失数值模拟局部阻力系数旁路式施肥机