基于三維動網(wǎng)格的高溫蒸汽增壓組件增壓流場特性研究

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1、工學碩士學位論文基于三維動網(wǎng)格的高溫蒸汽增壓組件增壓流場特性研究王渤鑫哈爾濱理工大學2015年3月國內(nèi)圖書分類號:TH321工學碩士學位論文基于三維動網(wǎng)格的高溫蒸汽增壓組件增壓流場特性研究碩士研究生:王渤鑫導(dǎo)師:吳博申請學位級別:工學碩士學科、專業(yè):車輛工程所在單位:機械動力工程學院答辯日期:2015年3月授予學位單位:哈爾濱理工大學ClassifiedIndex:TH321DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringResearchontheFlowCharacteristicsofHigh-temperatureSt

2、eamPressurizedComponentBasedonThree-dimensionDynamicMeshCandidate:WangBoxinSupervisor:WuBoAcademicDegreeAppliedfor:VehicleEngineeringSpecialty:VehicleEngineeringDateofOralExamination:March,2015University:HarbinUniversityofScienceandTechnology哈爾濱理工大學碩±學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明:此處所提交的碩生學位論文《基于

3、H維動網(wǎng)格的高溫蒸汽增壓組件増壓流場特性研巧》,是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下,在哈爾濱理工大學攻讀碩±學位期間獨立進行研究工作所取得的成果。據(jù)本人所知,論文中除已注明部分外不包含他人己發(fā)表或撰寫過的研巧成果。對本文研巧工作做出貢獻的個人和集體,均已在文中レッ明確方式注明。本聲明的法律結(jié)將完全由本人承擔。^作者簽名:日期:>]:年;月曰^哈爾濱理工大學碩±學位論文使用授權(quán)書《基于蘭維動網(wǎng)格的高溫蒸汽增壓組件增壓流場特性研究》系本人在哈爾濱理工大學攻讀碩±學位期間在導(dǎo)師指導(dǎo)下完成的碩i學位論文。本論文的研究成果歸。哈爾濱理工大學所有,本論文

4、的研究內(nèi)容不得其它單位的名義發(fā)表本人完全了解哈爾濱理工大學關(guān)于保存、使用學位論文的規(guī)定,同意學校保留并向有關(guān)部n提交論文和電子版本,允許論文被查聞和借閱。本人授權(quán)哈爾濱理工大學可抖采用影?r印,可W公布論文的全部或部分內(nèi)容。、縮印或其他復(fù)制手段保存論文本學位論文屬于保密,在年解密后適用授權(quán)書。不保密□。(請在上相應(yīng)方框內(nèi)打V)^!作者簽名:日期苗X年^月0^■^導(dǎo)師簽名:4曰期戶r年月若^哈爾濱理工大學工學碩士學位論文基于三維動網(wǎng)格的高溫蒸汽增壓組件增壓流場特性研究摘要高溫蒸汽增壓泵是一種能實現(xiàn)高溫蒸汽增壓功能

5、的往復(fù)式泵,在冶金、煙草、石油等行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。目前,隨著冶金工業(yè)和機械制造業(yè)的迅猛發(fā)展,對高溫蒸汽增壓泵的需求越來越大,并對泵的增壓性能要求越來越高。為了提高高溫蒸汽增壓泵的增壓性能,本文對高溫蒸汽增壓泵的關(guān)鍵部件—增壓組件的增壓性能展開了研究。本文基于有限體積法和三維動網(wǎng)格技術(shù),采用掃略法,四面體法和鋪層法,建立了高溫增壓蒸汽三維動網(wǎng)格模型?;谟嬎懔黧w力學相關(guān)理論,建立了高溫增壓蒸汽流體控制方程,高溫增壓蒸汽狀態(tài)方程和高溫增壓蒸汽湍流控制方程。三維動網(wǎng)格模型和控制方程的建立,為高溫增壓蒸汽流場特性數(shù)值計算奠定了模型基礎(chǔ)和理論依據(jù)。本文基于有限元理論,采

6、用三維耦合算法,對高溫增壓蒸汽的壓力場、溫度場和速度場進行了數(shù)值模擬計算,并揭示了高溫增壓蒸汽增壓流場的變化規(guī)律。對于高溫增壓蒸汽壓力場,在增壓過程中,增壓率逐漸增大,最終增壓率為12.83MPa/s。對于溫度場,高溫增壓蒸汽溫度隨活塞壓縮運動而逐漸增大,增壓結(jié)束時的溫度增量為205K;增壓初始階段,溫度增長率為60K/s,增壓末期溫度增長率為1200K/s。由于增壓末期蒸汽的分子運動比增壓初期更加劇烈,導(dǎo)致增壓末期的溫度增長率遠遠大于增壓初期的增長率。對于速度場,在增壓初期,伴隨活塞的壓縮運動,增壓氣體的體積逐漸減小,分子運動加劇,氣體的流速增大;在增壓的中后

7、期,由于氣體分子運動速度過大,導(dǎo)致高溫增壓蒸汽流速高達0.67m/s,且流線變得雜亂無章,出現(xiàn)湍流現(xiàn)象。本文關(guān)于高溫增壓蒸汽增壓過程的壓力場、溫度場和速度場變化規(guī)律的研究,對優(yōu)化設(shè)計高溫蒸汽增壓組件和提高高溫蒸汽增壓泵的性能具有一定的理論意義和實用價值,為實現(xiàn)高溫蒸汽泵的產(chǎn)品化奠定了一定的基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞蒸汽增壓泵;增壓組件;流場特性;三維動網(wǎng)格;數(shù)值模擬-I-哈爾濱理工大學工學碩士學位論文ResearchontheFlowCharacteristicsofHigh-temperatureSteamPressurizedComponentBasedonThree-d

8、imensionDyna

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