| 【中文题名】 | 调节阀内部流场的数值模拟及优化分析 |
| 【英文题名】 | Numerical Simulation and Optimization Analysis of Interior Flow Field within the Control Valve |
| 【学科专业】 | 化工过程机械 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-7-13 |
| 【中关键词】 | 调节阀,流量特性,流量系数,数值模拟,优化,分析 |
| 【英关键词】 | Control Valve,Flow Characteristic,Flow coefficient,Numerical Simulation,Optimization,analysis, |
| 【分类导航】 | 工业技术>机械、仪表工业>机械零件及传动装置>控制机件>> |
| 【论文摘要】 |
随着自动化程度的不断提高和流程工艺的发展，调节阀已日益广泛地应用于冶金、电力、化工、石油、轻纺、建材等工业部门中。调节阀在调节系统中是必不可少的，是过程控制工业里最常用的终端控制元件，它是组成工业自动化系统的重要环节，被称之为生产过程自动化的“手脚”。调节阀接受标准控制信号，将控制信号变成相应的机械位移，改变阀门的流通面积，从而达到对被控对象参数(压力、流量、温度、液位等)的控制目的，保证过程控制系统连续、有效的正常运行。
调节阀是工业自动化仪表中使用问题最多的产品，调节阀的品种多、规格多，可靠性差，调节阀的流量特性与工业过程被控对象特性不匹配，造成控制系统品质变差，调节阀是耗能设备，应降低调节阀的能耗，提高能源的利用率。
计算流体动力学(CFD)以计算机作为模拟手段，运用一定的计算技术寻求流体力学各种复杂问题的离散化数值解。CFD方法在产品的设计中的应用使得产品的结构设计更趋于合理。近年来，在阀门设计中CFD数值模拟也得到应用。
本文主要工作：
一、针对使用广泛的某一类型参数的套筒型调节阀，应用三维建模软件建立阀门内部流场模型，通过CFD前处理器生成计算网格，应用C... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
7-8 |
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Abstract |
8-10 |
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第1章 绪论 |
10-15 |
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1.1 调节阀的现状和发展 |
10-13 |
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1.1.1 调节阀的历史和现状 |
10-12 |
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1.1.2 调节阀应用中存在的问题 |
12 |
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1.1.3 调节阀的发展方向 |
12-13 |
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1.2 CFD方法在调节阀中应用 |
13-14 |
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1.3 本文研究的主要内容 |
14-15 |
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第2章 调节阀的结构及特性 |
15-21 |
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2.1 调节阀的主要类型 |
15-16 |
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2.2 调节阀的节流原理与流量系数 |
16-18 |
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2.3 调节阀的流量特性 |
18-21 |
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2.3.1 调节阀的可调比 |
18 |
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2.3.2 调节阀的流量特性 |
18-21 |
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第3章 CFD理论基础及软件 |
21-35 |
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3.1 CFD理论基础 |
21-28 |
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3.1.1 流体力学的控制方程及离散 |
21-25 |
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3.1.2 湍流模型理论 |
25-28 |
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3.1.2.1 零方程模型 |
26 |
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3.1.2.2 一方程模型 |
26 |
|
3.1.2.3 两方程模型 |
26-28 |
|
3.2 CFD的求解过程及软件 |
28-35 |
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3.2.1 CFD的求解过程 |
28-31 |
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3.2.2 CFD软件结构与简介 |
31-35 |
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3.2.2.1 CFD软件结构 |
31-32 |
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3.2.2.2 CFD软件简介 |
32-35 |
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第4章 调节阀内部流场数值模拟 |
35-49 |
|
4.1 内部流场模型建立 |
35-37 |
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4.1.1 流道模型建立 |
35-36 |
|
4.1.2 网格划分 |
36-37 |
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4.2 求解过程 |
37-38 |
|
4.3 流场计算结果的可视化及与试验比较分析 |
38-47 |
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4.3.1 数值模拟 |
38-43 |
|
4.3.1.1 开度100%时流场分析 |
38-40 |
|
4.3.1.2 开度70%时流量特性及流场分析 |
40-43 |
|
4.3.2 试验研究 |
43-44 |
|
4.3.3 比较分析 |
44-47 |
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4.3.3.1 100%开度下数值模拟与试验数据比较 |
44-45 |
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4.3.3.2 70%开度下数值模拟与试验数据比较 |
45-47 |
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4.4 理想流量特性模拟分析及结论 |
47-48 |
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4.4.1 理想流量特性模拟结果 |
47 |
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4.4.2 理想流量特性试验结果 |
47 |
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4.4.3 理想流量特性比较分析 |
47-48 |
|
4.5 结论 |
48-49 |
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第5章 流道改进优化分析 |
49-59 |
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5.1 改进的流道建模 |
49-50 |
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5.1.1 当前流道流动存在的问题 |
49 |
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5.1.2 解决的方法 |
49-50 |
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5.2 改进的流道网格划分及求解 |
50-51 |
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5.3 改进前后的模型模拟与分析比较 |
51-57 |
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5.3.1 改进后模型1流动模拟分析 |
51-53 |
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5.3.2 改进后模型2流动模拟分析 |
53-55 |
|
5.3.3 改进后模型3流动模拟分析 |
55-57 |
|
5.4 流道优化结果及建议 |
57-59 |
|
结论 |
59-61 |
|
参考文献 |
61-63 |
|
致谢 |
63-64 |
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附录 攻读学位期间所发表的学术论文 |
64 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.92690 |
