新边壁绕流型节流装置优化设计研究

《新边壁绕流型节流装置优化设计研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、摘要边壁绕流型节流装置具有可靠性高、压力损失小、量程比宽、精度高等优点。双锥节流装置和梭形节流装置是近年来出现的两种新型边壁绕流型节流装置，本文旨在通过研究宽范围量程比下双锥节流装置和梭形节流装置的流出系数和相对压力损失的变化规律，优化节流装置的结构参数，为这两种节流装置的应用提供理论与实验支持。本文还提出了旋进式前锥体结构，并进行了改进后的双锥节流装置和梭形节流装置模型的数值模拟实验。具体来说，本论文完成了以下工作：1．给出了双锥节流装置结构设计参数(前锥角Q，后锥角Y，等效直径比13，槽道长度a)，梭形节流装置的结构设计参数(前

2、锥角a，后椭球面横轴长R，等效直径比13，槽道长度a)，并以流出系数，相对压力损失，线性度作为优化指标。2．提出了双锥节流装置和梭形节流装置数值模拟的正交实验分组仿真方法。采用雷诺应力模型(RSM)-进行了流场性能的仿真计算，给出了节流装置最优化模型的选型。3．利用数值仿真方法得到了双锥节流装置和梭形节流装置内部流场参数分布，分别预测了它们的结构尺寸对流出系数与相对压力损失的影响程度和趋势。对双锥节流装置，前锥角增大，流出系数减小，相对压力损失增大；等效直径比增大，流出系数增大，相对压力损失减小；槽道长度增大，流出系数增大，相对压力

3、损失增大；后锥角增大，流出系数增大，相对压力损失减小。对梭形节流装置，流出系数和相对压力损失随前锥角，等效直径比，槽道长度的变化趋势与双锥节流装置相同；当后椭球横轴长增大时，流出系数增大，相对压力损失减小。4．设计了双锥节流装置和梭形节流装置最优模型样机，并进行实流实验。仿真与实验结果的比较表明，采用数值计算获得的双锥节流装置最优模型流出系数的预测结果与实验值的平均值误差小于3％，梭形节流装置最优模型流出系数的预测结果与实验值的平均值误差小于2．5％。5．设计了旋进式V锥结构，并将此结构设计应用到新边壁绕流型节流装置中，设计了旋进式

4、双锥节流装置与旋进式梭形节流装置，并进行了数值模拟实验。关键词：双锥节流装置梭形节流装置流出系数相对压力损失数值模拟ABSTI认CTAthrottlingdevice，inwhichfluidflowsalongtheoutsidewallofthethrottleersuspendedinthecenterofmeteringtubeandtheinsidewallofitstube，isanewtypeofdifferentialpressurethrottlingdevicewhichhasbeenprovedtohavead

5、vantagessuchashigherreliability,lowerpressureloss，widenmeasurementrangeandhigherprecision．Biconicalthrottlingdeviceandshuttle-shapedthrottlingdevicearetwonewkindsofthrottlingdeviceappearedinrecentyears．Thisdessertitionintendstodiscoverthevariationlaw6fthedischargecoeff

6、icientandrelativepressureloss，andgivetheoreticalandexperimentalsupporttotheuseofthesetwokindsofthrottlingdevice．Furthermore，withsomebladesembeddedinthefrontcone，anewthrottlingdevicewhichcanswirlthefluidflow‘directionispresentedhereandcarryoutnumericalsimulationexperime

7、ntsfortheimprovedbiconicalthrottlingdeviceandshuttle-shapedthrottlingdevice．Themainresearchworksofthedissertationareasfollows：1．Todesignandstudythebiconicalandtheshuttle—shapedthrottlingdevice，thekeygeometryparametersaregiven，likefrontconeangleQ，backconeangleY，equivale

8、ntdiameterratio13，channelflowlengthaforthebiconicaldevice；andfortheshuttle-shapeddevice，likefrontconeangleQ，backconea