蒸汽管路水力計(jì)算及閥門(mén)瞬態(tài)關(guān)閉時(shí)流場(chǎng)特性研究.pdf

1、蒸汽管路是蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)中連接鍋爐、汽輪機(jī)、換熱器等設(shè)備的橋梁和紐帶。在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，蒸汽管路的水力特性影響著系統(tǒng)設(shè)備的工作特性。不合理的管路布置會(huì)導(dǎo)致阻力分布不均勻，改變流量分配，對(duì)系統(tǒng)造成諸如蒸汽流動(dòng)不暢及參數(shù)不穩(wěn)定等影響。因此，對(duì)蒸汽管路及其局部阻力元件的水力特性研究十分必要。
　　本文以某船舶蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)中過(guò)熱蒸汽管網(wǎng)為研究對(duì)象，基于管路設(shè)計(jì)及計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，采用Flowmaster軟件對(duì)蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)中的過(guò)熱蒸汽管網(wǎng)水力特性進(jìn)行

2、仿真計(jì)算，獲得管網(wǎng)中各設(shè)備入口參數(shù);對(duì)管網(wǎng)進(jìn)行額定工況與變工況分析，考察不同工況條件下設(shè)備入口參數(shù)計(jì)算值與設(shè)計(jì)值的偏差，驗(yàn)證蒸汽管網(wǎng)布置的合理性;采用Fluent軟件對(duì)管路中的局部阻力元件DN150的閘閥和截止閥的水力特性進(jìn)行瞬態(tài)關(guān)閉數(shù)值模擬，并考察不同關(guān)閉速度下兩種閥門(mén)流場(chǎng)特性的變化，分析流場(chǎng)變化對(duì)閥門(mén)的磨損沖擊機(jī)理和對(duì)管路系統(tǒng)的影響。
　　水力計(jì)算結(jié)果表明，在額定工況和變工況條件下運(yùn)行時(shí)，該蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)過(guò)熱蒸汽管網(wǎng)的阻力損失符

3、合設(shè)計(jì)要求，額定工況或變工況運(yùn)行時(shí)各設(shè)備入口壓力參數(shù)與額定參數(shù)一致，能夠滿足管網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件，布置方式合理。
　　閥門(mén)流場(chǎng)模擬結(jié)果表明，在閘板關(guān)閉過(guò)程中，閘板兩側(cè)壓力差逐漸增大，背流側(cè)漩渦逐漸增強(qiáng)，并且閥門(mén)關(guān)閉速度越快，閥門(mén)內(nèi)部流場(chǎng)變化越劇烈，表現(xiàn)為壓力差迅速增大，漩渦尺寸快速加大，對(duì)閥門(mén)有較大沖擊;截止閥在關(guān)閉過(guò)程中，閥體內(nèi)部形成漩渦的數(shù)量要高于閘閥，漩渦的最大旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度也要高于閘閥時(shí)的數(shù)值，因此有更大的壓力損失和更高的局部阻力