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基于CFD的超臨界鍋爐給水泵變工況模擬及軸向力預(yù)測計算的中期報告中期報告一、選題背景超臨界鍋爐具有高效、環(huán)保、經(jīng)濟等優(yōu)點,是現(xiàn)代火電廠的主要設(shè)備之一。其中,給水泵作為鍋爐系統(tǒng)中的重要組成部分,其性能穩(wěn)定對于整個鍋爐系統(tǒng)的正常運行至關(guān)重要。在實際工況下,給水泵工作參數(shù)會受到各種因素的影響,如進口水溫變化、流量波動等,這些因素會直接影響到給水泵的軸向力,甚至可能導(dǎo)致泵的故障。因此,對于給水泵的變工況性能研究尤為重要。目前,CFD(ComputationalFluidDynamics)數(shù)值模擬技術(shù)已經(jīng)成為眾多工程領(lǐng)域的重要分析手段,尤其是在熱工領(lǐng)域,CFD技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于鍋爐、燃燒等領(lǐng)域的分析和優(yōu)化設(shè)計。針對超臨界鍋爐給水泵的變工況性能研究,采用CFD技術(shù)進行數(shù)值模擬研究,可以對泵內(nèi)部流場、葉輪受力情況等進行精細分析,為泵的設(shè)計和優(yōu)化提供有力支持。二、研究目的本研究旨在采用CFD技術(shù)模擬超臨界鍋爐給水泵在不同工況下的內(nèi)部流場情況,并結(jié)合葉輪受力分析,對于給水泵的變工況性能進行研究和分析。具體目標如下:1.基于CFD技術(shù)建立給水泵的數(shù)值模型,在不同工況下對其內(nèi)部流場進行模擬和分析。2.分析不同因素對于給水泵軸向力的影響規(guī)律,并進行預(yù)測計算。3.對CFD模擬結(jié)果進行驗證,并根據(jù)分析結(jié)果對給水泵設(shè)計和優(yōu)化提供建議。三、研究內(nèi)容1.給水泵數(shù)值模型建立基于CFD技術(shù),建立超臨界鍋爐給水泵的三維模型。通過建立對應(yīng)的幾何模型,確定泵的流道形狀、葉輪葉片數(shù)和形狀、入口和出口位置等參數(shù),并確定計算區(qū)域和邊界條件等模型參數(shù)。2.變工況下的流場模擬采用CFD技術(shù),對不同工況下的給水泵內(nèi)部流場進行模擬和分析。在模擬過程中,考慮水的物性參數(shù)隨溫度、壓力變化而變化的影響,同時還需考慮水在流動過程中會產(chǎn)生的湍流效應(yīng)等非線性特性。3.局部流量、壓力和速度分布分析根據(jù)CFD模擬結(jié)果,分析不同工況下泵的局部流量、壓力和速度分布情況,探究不同因素對于流場分布的影響規(guī)律。4.葉輪受力分析在分析流場分布的基礎(chǔ)上,結(jié)合葉輪的斷面特性和材料力學(xué)參數(shù),計算葉輪在各工況下的受力情況,分析不同工況下的軸向力變化情況。5.計算結(jié)果驗證和優(yōu)化建議將數(shù)值模擬結(jié)果與實際測試數(shù)據(jù)進行對比,驗證模型的準確性,同時根據(jù)分析結(jié)果對于泵的設(shè)計和優(yōu)化提出具體的建議。四、研究進展截至目前,已完成了超臨界鍋爐給水泵的數(shù)值模型建立和流場模擬計算。目前正在對流場分布情況進行分析,并將其應(yīng)用于葉輪受力分析和軸向力預(yù)測計算中。五、研究意義本研究采用CFD技術(shù)模擬超臨界鍋爐給水泵的變工況性能,可以對泵的內(nèi)部流場、葉輪受力情況等進行精
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