燃?xì)庹{(diào)壓器數(shù)值模擬與試驗(yàn)研究.pdf

1、21世紀(jì)是世界天然氣工業(yè)高速發(fā)展的時(shí)期,也是我國(guó)天然氣工業(yè)興起并走向成熟的時(shí)期,我國(guó)燃?xì)馐聵I(yè)正在迅猛地發(fā)展,工程量的增加將直接導(dǎo)致對(duì)燃?xì)庠O(shè)備需求量的加大。燃?xì)庹{(diào)壓器是燃?xì)夤こ讨幸环N非常重要的設(shè)備,其功能是在燃?xì)庑栌霉r發(fā)生變化時(shí)自動(dòng)地控制出口壓力,使之在規(guī)定的范圍內(nèi)變化,保證燃?xì)鈮毫φ?并通常具有一定的安全保護(hù)功能。目前,我國(guó)燃?xì)庹{(diào)壓器設(shè)備的國(guó)產(chǎn)率并不高,燃?xì)庹{(diào)壓器面臨需求量大、國(guó)產(chǎn)率低、研究少的局面,這與我國(guó)正在飛速發(fā)展的燃?xì)馐聵I(yè)的

2、需求是極不相稱(chēng)的。加強(qiáng)燃?xì)庹{(diào)壓器的機(jī)理分析和設(shè)計(jì)研究工作,對(duì)于開(kāi)發(fā)出優(yōu)質(zhì)的國(guó)產(chǎn)設(shè)備,發(fā)展我國(guó)的燃?xì)馐聵I(yè),節(jié)省投資,有著非常重要的意義。本文以自主設(shè)計(jì)的RTZ-21/50FS(Q)型燃?xì)庹{(diào)壓器試驗(yàn)系統(tǒng)為研究對(duì)象,建立三維幾何模型,進(jìn)行網(wǎng)格劃分,在一系列進(jìn)口壓力和閥口開(kāi)度下進(jìn)行了數(shù)值模擬,通過(guò)對(duì)閥桿的受力分析模擬出RTZ-21/50FS(Q)型燃?xì)庹{(diào)壓器的流量特性曲線(xiàn),尋求了一條燃?xì)庹{(diào)壓器數(shù)值模擬的途徑。燃?xì)庹{(diào)壓器數(shù)值模擬的目的是在設(shè)備制造

3、之前即獲得其調(diào)壓性能參數(shù),即模擬出調(diào)壓特性,從中尋找不足,從而有針對(duì)性地進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì),或者驗(yàn)證改進(jìn)設(shè)計(jì)的效果,避免僅憑經(jīng)驗(yàn)反復(fù)多次制造樣機(jī)造成的研發(fā)時(shí)間和經(jīng)費(fèi)上的浪費(fèi)。燃?xì)庹{(diào)壓器數(shù)值模擬以樣機(jī)試驗(yàn)系統(tǒng)作為研究對(duì)象,從樣機(jī)試驗(yàn)系統(tǒng)中確定出一部分作為數(shù)值模擬的范圍,經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化后,對(duì)其進(jìn)行幾何建模,建立起燃?xì)庹{(diào)壓器數(shù)值模擬的三維幾何模型。將燃?xì)庹{(diào)壓器的三維幾何模型引入CFD專(zhuān)業(yè)前處理軟件,構(gòu)建一系列主閥口開(kāi)度下的幾何模型,組合成氣體流動(dòng)空

4、間,再根據(jù)各部分的特點(diǎn),選擇合適的網(wǎng)格劃分算法進(jìn)行網(wǎng)格劃分,定義邊界條件,最后輸出網(wǎng)格。將網(wǎng)格引入CFD專(zhuān)業(yè)軟件FLUENT,設(shè)定合適的解的格式、流動(dòng)模型、流體性質(zhì)和邊界條件,對(duì)一系列主閥口開(kāi)度、多種入口壓力、不同流量的燃?xì)饬鲃?dòng)分別進(jìn)行模擬計(jì)算,得到燃?xì)庹{(diào)壓器各種工況下的運(yùn)行參數(shù)。建立燃?xì)庹{(diào)壓器的關(guān)鍵部件的數(shù)學(xué)模型,通過(guò)分析閥桿的受力,調(diào)節(jié)運(yùn)行工況,求出多組閥桿受力平衡的工作點(diǎn),組成燃?xì)庹{(diào)壓器的流量特性曲線(xiàn)。通過(guò)對(duì)模擬出的流量特性曲線(xiàn)分