大流量煤气压力调节阀流固耦合机理及动态特性研究
大流量煤气压力调节阀流固耦合机理及动态特性研究【摘要】:钢厂在生产过程中会产生大量的焦炉和高炉煤气,为了降低钢厂的总体能耗和物耗、减少环境污染,目前许多钢厂开始利用废煤气发电,发展
【学位授予单位】:山东大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TH134
【目录】:
- 摘要11-14
- ABSTRACT14-17
- 第1章 绪论17-32
- 1.1 研究背景及意义17-19
- 1.2 流固耦合的研究综述19-25
- 1.2.1 流固耦合定义及特点19-20
- 1.2.2 流固耦合研究理论基础20-24
- 1.2.3 求解流固耦合问题的方式方法24-25
- 1.3 流固耦合的国内外研究概况25-30
- 1.3.1 国外流固耦合问题的研究概况25-27
- 1.3.2 国内流固耦合问题的研究概况27-29
- 1.3.3 调节阀流固耦合的特点与亟待解决的问题29-30
- 1.4 课题来源及主要研究内容30-32
- 第2章 大流量调节阀流固耦合理论分析32-55
- 2.1 调节阀流固耦合系统数学模型的建立32-43
- 2.1.1 调节阀流固耦合系统数学分析模型的建立33
- 2.1.2 调节阀流固耦合系统基本方程及边界条件33-39
- 2.1.3 用Galerkin法建立流固耦合有限元方程39-41
- 2.1.4 流固耦合系统的动力响应分析理论41-43
- 2.2 调节阀的动力学特性研究43-48
- 2.2.1 调节阀耦合振动机理研究43-46
- 2.2.2 调节阀动态数学模型的建立方法46-48
- 2.3 调节阀耦合噪声理论研究48-53
- 2.3.1 调节阀噪声产生原因分析48-52
- 2.3.2 调节阀耦合噪声数学模型的建立52-53
- 2.4 本章小结53-55
- 第3章 流固耦合对大流量调节阀及其流场的影响研究55-69
- 3.1 调节阀流固耦合系统数值仿真模型建模方法55-58
- 3.2 调节阀内混合煤气流场分布及速度矢量分析58-60
- 3.3 流固耦合对流场压力的影响60-63
- 3.4 流固耦合对流量及压力控制精度的影响63-66
- 3.4.1 流固耦合对流量控制精度的影响63-65
- 3.4.2 流固耦合对压力控制精度的影响65-66
- 3.5 流固耦合对气流脉动的影响66-68
- 3.6 本章小结68-69
- 第4章 基于流固耦合的大流量调节阀流动特性及噪声研究69-90
- 4.1 基于流固耦合的调节阀流量特性研究69-74
- 4.1.1 调节阀流量系数计算70-72
- 4.1.2 调节阀流量特性数值模拟分析72-74
- 4.2 基于流固耦合的调节阀气动阻力特性研究74-79
- 4.2.1 调节阀流阻系数计算75-76
- 4.2.2 调节阀流动阻力特性数值模拟分析76
- 4.2.3 调节阀流阻系数随开度变化的控制模型76-79
- 4.3 基于流固耦合的调节阀噪声研究79-82
- 4.4 大流量调节阀多学科设计优化82-88
- 4.4.1 设计问题描述及原始优化模型83-86
- 4.4.2 优化结果及分析86-88
- 4.5 本章小结88-90
- 第5章 基于流固耦合的大流量调节阀动力学特性研究90-113
- 5.1 调节阀流固耦合振动系统模型建模方法90-91
- 5.2 流体力分析91-93
- 5.3 基于流固耦合的调节阀阀体动力学特性分析93-101
- 5.3.1 流体对调节阀阀体固有频率的影响93-95
- 5.3.2 流体对调节阀阀体固有振型的影响95-97
- 5.3.3 调节阀阀体动力响应研究97-101
- 5.4 基于流固耦合的阀芯动力学特性分析101-108
- 5.4.1 流体对调节阀阀芯固有频率的影响101-104
- 5.4.2 流体对调节阀阀芯固有振型的影响104-106
- 5.4.3 调节阀阀芯动力响应研究106-108
- 5.5 调节阀阀芯结构损伤识别方法研究108-111
- 5.6 模态分析技术在大流量调节阀设计中的应用111-112
- 5.7 本章小结112-113
- 第6章 调节阀流固耦合系统的试验研究113-126
- 6.1 模态试验及仿真结果验证113-119
- 6.1.1 试验装置114-115
- 6.1.2 试验方案115-116
- 6.1.3 试验结果及仿真结果验证116-119
- 6.2 调节阀流固耦合试验研究及结果验证119-125
- 6.2.1 流量及压力测试试验120-122
- 6.2.2 调节阀流固耦合系统模型的建立122-123
- 6.2.3 调节阀模型压力及流量验证123-124
- 6.2.4 调节阀流量系数及流阻系数验证124-125
- 6.3 本章小结125-126
- 结论与展望126-129
- 参考文献129-139
- 致谢139-140
- 作者攻读博士学位期间发表学术论文及科研情况140-141
- 附录141-152
- 学位论文评闻及答辩情况表152
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