離心泵系統(tǒng)特性的一維與三維瞬態(tài)耦合模擬研究.pdf

1、在各種應(yīng)用場合中，離心泵啟動、停機(jī)和閥門調(diào)節(jié)常引起整個系統(tǒng)特性瞬態(tài)變化，可能會影響系統(tǒng)性能與可靠性。對于處于瞬態(tài)變化過程中的復(fù)雜離心泵系統(tǒng)，離心泵、閥門和換熱設(shè)備等關(guān)鍵部件內(nèi)部流動特性以及復(fù)雜管路系統(tǒng)的動態(tài)特性都是需要關(guān)注的問題。為了避免全系統(tǒng)三維計算帶來的計算資源浪費(fèi)、純一維計算帶來的關(guān)鍵部件內(nèi)特性不明確，并且減少關(guān)鍵部件瞬態(tài)流動計算過程中確立動態(tài)邊界的誤差，非常有必要研究關(guān)鍵部件三維流動計算與其所在泵系統(tǒng)一維動態(tài)特性計算耦合的數(shù)值方

2、法，進(jìn)而在泵系統(tǒng)瞬態(tài)特性研究中應(yīng)用。該方法可在系統(tǒng)瞬態(tài)分析過程中兼顧關(guān)鍵部件內(nèi)部瞬態(tài)流動，有助于更準(zhǔn)確地分析系統(tǒng)瞬態(tài)特性，可在化工泵系統(tǒng)與核泵系統(tǒng)瞬態(tài)分析中應(yīng)用，提高瞬態(tài)調(diào)節(jié)過程的可靠性。
　　本文以離心泵系統(tǒng)為研究對象，研究系統(tǒng)和關(guān)鍵部件的的一維/三維耦合算法及開發(fā)軟件接口程序。以并聯(lián)和單支路泵閥系統(tǒng)為實(shí)例進(jìn)行瞬態(tài)特性的耦合分析，探索部件與系統(tǒng)相互作用機(jī)理、耦合邊界數(shù)據(jù)交互、耦合計算的穩(wěn)定性、高效耦合迭代方法。論文的主要內(nèi)容包括

3、以下幾個方面:
　　第一，基于VisualBasic平臺開發(fā)了Flowmaster和Fluent的接口程序及耦合計算平臺，實(shí)現(xiàn)了基于Flowmaster和Fluent平臺的一維和三維耦合計算。
　　第二，通過單支路系統(tǒng)離心泵穩(wěn)態(tài)過程的一維與三維耦合計算初步驗證耦合算法的精度，通過閥門關(guān)閉過程的瞬態(tài)耦合模擬實(shí)例驗證了一維與三維瞬態(tài)分析的有效性，并且探討了邊界條件、計算迭代步數(shù)、邊界數(shù)據(jù)加權(quán)因子對計算精度和計算效率的影響。

4、>　　第三，以單支路系統(tǒng)為實(shí)例，對離心泵啟動過程瞬態(tài)流動與管路系統(tǒng)特性進(jìn)行了三維和一維的耦合計算，其結(jié)果與離心泵啟動過程的瞬態(tài)特性試驗結(jié)果以及全管路系統(tǒng)三維瞬態(tài)流動計算結(jié)果取得了較好的一致性，并在計算效率表現(xiàn)出較好的效果。
　　第四，以并聯(lián)泵系統(tǒng)為實(shí)例，對啟動過程中泵系統(tǒng)與三通結(jié)構(gòu)瞬態(tài)流動特性的一維與三維耦合計算，分析泵啟動過程對系統(tǒng)與管路部件的相互作用，以及關(guān)鍵結(jié)構(gòu)瞬態(tài)流動特性和系統(tǒng)的流量與壓力變化。
　　本文研究基于成熟