燃?xì)庹{(diào)壓器數(shù)值模擬與試驗研究.pdf

1、21世紀(jì)是世界天然氣工業(yè)高速發(fā)展的時期,也是我國天然氣工業(yè)興起并走向成熟的時期,我國燃?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)生變化時自動地控制出口壓力,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,我國燃?xì)庹{(diào)壓器設(shè)備的國產(chǎn)率并不高,燃?xì)庹{(diào)壓器面臨需求量大、國產(chǎn)率低、研究少的局面,這與我國正在飛速發(fā)展的燃?xì)馐聵I(yè)的

2、需求是極不相稱的。加強(qiáng)燃?xì)庹{(diào)壓器的機(jī)理分析和設(shè)計研究工作,對于開發(fā)出優(yōu)質(zhì)的國產(chǎn)設(shè)備,發(fā)展我國的燃?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)計的RTZ-21/50FS(Q)型燃?xì)庹{(diào)壓器試驗系統(tǒng)為研究對象,建立三維幾何模型,進(jìn)行網(wǎng)格劃分,在一系列進(jìn)口壓力和閥口開度下進(jìn)行了數(shù)值模擬,通過對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,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,從而有針對性地進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計,或者驗證改進(jìn)設(shè)計的效果,避免僅憑經(jīng)驗反復(fù)多次制造樣機(jī)造成的研發(fā)時間和經(jīng)費上的浪費。燃?xì)庹{(diào)壓器數(shù)值模擬以樣機(jī)試驗系統(tǒng)作為研究對象,從樣機(jī)試驗系統(tǒng)中確定出一部分作為數(shù)值模擬的范圍,經(jīng)過適當(dāng)?shù)暮喕?對其進(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專業(yè)前處理軟件,構(gòu)建一系列主閥口開度下的幾何模型,組合成氣體流動空

4、間,再根據(jù)各部分的特點,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專業(yè)軟件FLUENT,設(shè)定合適的解的格式、流動模型、流體性質(zhì)和邊界條件,對一系列主閥口開度、多種入口壓力、不同流量的燃?xì)饬鲃臃謩e進(jìn)行模擬計算,得到燃?xì)庹{(diào)壓器各種工況下的運行參數(shù)。建立燃?xì)庹{(diào)壓器的關(guān)鍵部件的數(shù)學(xué)模型,通過分析閥桿的受力,調(diào)節(jié)運行工況,求出多組閥桿受力平衡的工作點,組成燃?xì)庹{(diào)壓器的流量特性曲線。通過對模擬出的流量特性曲線分