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某试验台架汽水管网及管件水力热力特性研究
| 论文题名： | 某试验台架汽水管网及管件水力热力特性研究 |
| 关键词： | 汽水管网;水力热力特性;数值模拟;阻力损失;流速参数 |
| 摘要： | 汽水管网是连接锅炉、汽轮机、换热器等热力设备并传输工质的管道及其附件的总称,是蒸汽动力系统的重要组成部分。蒸汽动力系统的所有热力设备都要通过汽水管网连接,因此它的水力特性和热力特性直接影响到整个蒸汽动力系统的性能。蒸汽在管网输送过程中会产生压降、散热,这都会引起水力和热力损失,甚至造成末端设备的压力、温度、流量等参数不能满足要求。正是由于蒸汽在管网中的热力和水力损失会降低蒸汽的利用效率,不能达到节能的目的,甚至不能正常应用,因此有效分析汽水管网水力热力特性具有极为重要的意义。 本文利用Fluent软件,应用标准k-ε湍流模型对直管水力热力特性进行数值模拟研究,采用RNG k-ε湍流模型模拟研究了局部阻力元件(包括管道突扩、管道突缩、90°弯头、节流孔板、闸阀、截止阀和球阀)的水力热力特性。在过热蒸汽管路数值计算时,为了准确反映管路中蒸汽状态参数的变化,采用实际气体模型——NIST Real Gas Model。同时搭建过热蒸汽管网实验台,对蒸汽管网水力热力特性进行试验研究,并对蒸汽管网相应的实验工况进行数值模拟,将数值结果与实验数据对比分析,得出蒸汽管网的水力热力特性。 数值计算结果表明,直管水力损失和热力损失与理论计算值误差均在5％以内;对于阻力元件,影响其阻力损失的主要原因是阻力元件的体型,而当体型确定时,其阻力系数并不是一个常数,而是随着流速和管径的变化而变化的,这与经验值或经验公式有较大的偏差,因此阻力件的局部阻力系数大小还与速度和管径有关。通过对蒸汽管网水力热力试验研究和数值模拟可知,实验结果与模拟结果变化趋势相同,吻合较好,蒸汽管网的水力热力特性均与流速有关,验证了数值模拟结果的准确性,为汽水管网的水力热力计算提供了一定的理论依据。 |
| 作者： | 罗坚 |
| 专业： | 动力工程 |
| 导师： | 杨龙滨 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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