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基于CFD模拟的加气助送喷射器分析与优化
| 论文题名： | 基于CFD模拟的加气助送喷射器分析与优化 |
| 关键词： | 绞吸式挖泥船;加气助送喷射器;FLUENT模拟;管道运输淤泥;接力泵;计算流体力学;湍流方程 |
| 摘要： | 绞吸式挖泥船是疏浚作业中的重要工程船舶，挖泥船挖出的泥浆通过管道运输到指定排泥区域，管道运输淤泥的难点在于排泥距离，为了延长管道运输淤泥的距离，加气助送技术被应用到输送淤泥的管道中。加气助送技术与传统接力泵技术相比具有结构简单，安装方便，不需要额外配置接力泵工作船与工作人员等优点。加气助送喷射器作为加气助送技术向管道内加入气体的关键设备其性能对提高输泥管道的输泥距离有着重要影响。 本文以加气助送喷射器为研究对象，分别对其引射介质进入喷射器方式和喷射器自身结构参数对喷射器工作性能的影响进行了分析。论文主要内容分为以下几点： (1)对加气助送喷射器模拟分析所涉及的计算流体力学理论进行阐释，并结合加气助送喷射器特点确定适用的两相流模型、湍流方程、边界条件类型等参数。 (2)对液态相进入加气助送喷射器方式进行讨论，分别对液体轴向流动方案和液体螺旋流动方案进行FLUENT数值模拟，对液体轴向流动方案和液体螺旋流动方案中的温度场、速度场、压力场、扩散室中气体体积的分布和喷射器的喷射系数进行分析比较，得出液体螺旋流动方案具有扩散室出口处速度场，温度场分布均匀，喷射系数高，气体分布对提高输泥管道输送效率有利的优点，液体螺旋流动方案优于液体轴向流动方案。 (3)以加气助送喷射器混合室等截面段长度和喷嘴到混合室入口的距离为变量，对混合室等截面段长度分40mm、50mm、60mm、70mm、80mm、90mm、100mm共7个水平，对喷嘴到混合室入口的距离分0mm、5mm、10mm、15mm、20mm、25mm、30mm、35mm、40mm共9个水平进行FLUENT模拟，对喷射器进入混合室等截面段时工作流体和引射流体的速度差以及相应喷射系数进行比较，得出加气助送喷射器混合室等截面段长度为70mm和喷嘴到混合室入口的距离为15mm为优化方案。 |
| 作者： | 何博 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 朱汉华;涂钢 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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