發(fā)布時間：2020-11-21 16:33

　　 水力空化能具有無污染、效率高、瞬間能量釋放大的優(yōu)點,文丘里管作為典型的水力空化元件,其結構簡單,工作時無需外部能量輸入,安全耐用,應用于石油化工、煤化工和核工業(yè)等行業(yè)。本文針對某核電設備文丘里管穩(wěn)流裝置,基于Zwart空化模型和Realizable 模型,采用計算流體動力學方法(CFD),使用FLUENT軟件,結合相關文獻的研究成果,研究穩(wěn)流工作的文丘里管的空化流體動力學特性和穩(wěn)流特性規(guī)律。文丘里管的數值計算流量值與已有實際流量值吻合較好,誤差在5.5%以內。文丘里管穩(wěn)流流量隨管路壓差的增大而增大,文丘里管對于流量增長波動有明顯的穩(wěn)定控制作用,且空化相變是管路穩(wěn)流的根本原因。文丘里管喉部管徑是文丘里管的關鍵幾何尺寸,管徑越小,文丘里管對流量增長波動反應越敏感,水流量增長幅度越小,穩(wěn)流效果越好。文丘里管喉部長度主要影響穩(wěn)流作用的靈敏性,喉部長度越小,文丘里管對流量增長波動反應越敏感,穩(wěn)流作用啟動更及時。文丘里管的壓力工況影響空化相變的產生,低壓工況下,文丘里管的空化穩(wěn)流靈敏性更好;高壓工況下,穩(wěn)流作用時流量變化更穩(wěn)定。文丘里管內表面的粗糙度影響管路整體流動及文丘里管空化穩(wěn)流作用。較小的管壁Ra值促進空化的發(fā)展,有利于空化初生,提高空化穩(wěn)流作用靈敏性且流動更穩(wěn)定。水流溫度范圍為5℃～90℃,15℃～30℃時,水流含氣量起主導影響作用,而在其他溫度區(qū)間時,水流的飽和蒸氣壓的作用更明顯。本文采用數值模擬的方法研究文丘里管的空化穩(wěn)流特性,研究成果對于文丘里管在相關領域的應用與設計提供一定的理論依據,具有較強的理論參考價值和實際工程意義。
【學位單位】：山東科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TH89
【部分圖文】：

值計算方法，相當多的商用ＣＦＤ軟件使用的是有限體積法??對于計算域空化流場的計算，無論瞬態(tài)還是穩(wěn)態(tài)的ＣＦＤ求解計算，整個計??算過程的主要求解步驟如圖１－２所示。??建立計算流體域模型ｓ劃分網格??網格文件導入軟件并檢查網格文件??設置求解器??確定流動類型以及選擇計算求解模型??根據工況設置流體相物性參數??設置邊界條件與邊界區(qū)域類型??設置計算控制條件參數和物性參數監(jiān)測點??計算初始化??求解計算??計算結果保存和后處理??圖１－２數值計算一般步驟??Ｆｉｇ．?１－２?Ｇｅｎｅｒａｌ?ｓｔｅｐｓ?ｏｆ?ｎｕｍｅｒｉｃａｌ?ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ??１．５主要研究內容??文丘里管主要結構包括喉部、漸縮管、漸擴管等部分。所選取的影響空化穩(wěn)??流效應的因素主要有喉部管徑和長度、管壁粗糙度、水體溫度以及壓力條件。??本次研宄課題采用計算流體力學技術（ＣＦＤ）技術，使用ＦＬＵＥＮＴ軟件實現文??８??

３．１．１文丘里管尺寸??文丘里管屬于變徑管，管路各部分管徑不同，主要結構包括喉部、漸縮管和??漸擴管等部分。文丘里管的具體外形尺寸如圖３－１所示，喉部直徑＃＝８．６１ｍｍ。???３０４．８???１?２４???ｔ２丄－??圖３－１文丘里管外形尺寸??Ｆｉｇ．?３－１?Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｄｒａｗｉｎｇ?ｏｆ?Ｖｅｎｔｕｒｉ?ｔｕｂｅ??３．１．２計算域模型建立??壓｜?｜菊縮管?－級漸擴管－麵擴官？?１壓??力?Ｙ?（?／?／?喉部?／???＾一＾一力??入出??□ｊｊ?ｘ??｜〇??圖３－２文丘里管模型??Ｆｉｇ．３－２?Ｖｅｎｔｕｒｉ?ｔｕｂｅ?ｍｏｄｅｌ??文丘里管為回轉體結構，管路流場上下部分具有回轉對稱關系。再考慮計??算成本和計算收斂性后，采用二維模型方法進行計算域的建模，沿管路中心軸??線將截面的上半部分作為計算域模型，如圖３－２所示，管路結構包括入口、出??２６??

３．１．１文丘里管尺寸??文丘里管屬于變徑管，管路各部分管徑不同，主要結構包括喉部、漸縮管和??漸擴管等部分。文丘里管的具體外形尺寸如圖３－１所示，喉部直徑＃＝８．６１ｍｍ。???３０４．８???１?２４???ｔ２丄－??圖３－１文丘里管外形尺寸??Ｆｉｇ．?３－１?Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｄｒａｗｉｎｇ?ｏｆ?Ｖｅｎｔｕｒｉ?ｔｕｂｅ??３．１．２計算域模型建立??壓｜?｜菊縮管?－級漸擴管－麵擴官？?１壓??力?Ｙ?（?／?／?喉部?／???＾一＾一力??入出??□ｊｊ?ｘ??｜〇??圖３－２文丘里管模型??Ｆｉｇ．３－２?Ｖｅｎｔｕｒｉ?ｔｕｂｅ?ｍｏｄｅｌ??文丘里管為回轉體結構，管路流場上下部分具有回轉對稱關系。再考慮計??算成本和計算收斂性后，采用二維模型方法進行計算域的建模，沿管路中心軸??線將截面的上半部分作為計算域模型，如圖３－２所示，管路結構包括入口、出??２６??
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本文編號：2893288