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蒸汽管路水力计算及阀门瞬态关闭时流场特性研究
| 论文题名： | 蒸汽管路水力计算及阀门瞬态关闭时流场特性研究 |
| 关键词： | 船舶;蒸汽动力系统;管路设计;参数计算;水力特性;瞬态关闭;流场特性 |
| 摘要： | 蒸汽管路是蒸汽动力系统中连接锅炉、汽轮机、换热器等设备的桥梁和纽带。在系统运行过程中，蒸汽管路的水力特性影响着系统设备的工作特性。不合理的管路布置会导致阻力分布不均匀，改变流量分配，对系统造成诸如蒸汽流动不畅及参数不稳定等影响。因此，对蒸汽管路及其局部阻力元件的水力特性研究十分必要。 本文以某船舶蒸汽动力系统中过热蒸汽管网为研究对象，基于管路设计及计算标准，采用Flowmaster软件对蒸汽动力系统中的过热蒸汽管网水力特性进行仿真计算，获得管网中各设备入口参数;对管网进行额定工况与变工况分析，考察不同工况条件下设备入口参数计算值与设计值的偏差，验证蒸汽管网布置的合理性;采用Fluent软件对管路中的局部阻力元件DN150的闸阀和截止阀的水力特性进行瞬态关闭数值模拟，并考察不同关闭速度下两种阀门流场特性的变化，分析流场变化对阀门的磨损冲击机理和对管路系统的影响。 水力计算结果表明，在额定工况和变工况条件下运行时，该蒸汽动力系统过热蒸汽管网的阻力损失符合设计要求，额定工况或变工况运行时各设备入口压力参数与额定参数一致，能够满足管网稳定运行的条件，布置方式合理。 阀门流场模拟结果表明，在闸板关闭过程中，闸板两侧压力差逐渐增大，背流侧漩涡逐渐增强，并且阀门关闭速度越快，阀门内部流场变化越剧烈，表现为压力差迅速增大，漩涡尺寸快速加大，对阀门有较大冲击;截止阀在关闭过程中，阀体内部形成漩涡的数量要高于闸阀，漩涡的最大旋转强度也要高于闸阀时的数值，因此有更大的压力损失和更高的局部阻力系数。 |
| 作者： | 迟婷 |
| 专业： | 热能工程 |
| 导师： | 刘建成 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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