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《哈尔滨工程大学》 2005年
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波形板汽水分离器板壁水膜流动数值模拟

庄亚平  
【摘要】:本文对波形板汽水分离器板壁上的水膜流动进行了研究。从流体力学的基本原理出发,通过合理的简化、假设,把复杂的汽水分离过程简化为理想的汽水分离过程。取板壁上水膜的微元体进行分析,建立水膜无波动情况下的水膜流动的连续性方程、动量方程组,给出水膜入口、出口条件和板壁边界条件。采用控制容积法对控制方程组进行离散,对流项采用迎风差分格式,扩散项、连续方程采用中心差分格式。离散方程组采用高斯—赛德尔迭代和持续亚松驰相结合的方法计算,得到板壁水膜的厚度和速度分布。计算结果显示,水膜主要向下流动,汽流流动方向上,水膜厚度和速度在入口处迅速增加,之后在把部分位置厚度和速度不变化;在重力方向水膜厚度和速度一直增加,但增加的速度减小。 建立水膜波动流动的控制方程组,对水膜自由表面任意一点分别进行法向、切向进行受力分析,得到水膜表面动力学边界条件,结合水膜表面运动学边界条件,给出水膜表面的边界条件。以水膜的平均厚度和平均速度的比值为特征值,对控制方程和边界条件简化。假设一扰动源为水膜的入口条件,利用VOF方法对水膜表面的运动进行追踪,模拟水膜自由表面的形状。计算结果显示,水膜在板中部的波动剧烈,水膜表面变形严重,水膜波动的频率对水膜波动的情况有重要影响作用。在一定程度上,本文对波形板汽水分离器二次携带的产生及破膜速度的研究方法有参考价值。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TL353

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【引证文献】
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【参考文献】
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【同被引文献】
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10 武汉市江夏区江南实业有限公司专家组;冷轧板带防护防锈包装技术[N];中国冶金报;2009年
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9 李昌良;破碎波作用下堤前冲淤研究[D];天津大学;2005年
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1 庄亚平;波形板汽水分离器板壁水膜流动数值模拟[D];哈尔滨工程大学;2005年
2 张彩香;发射筒口分瓣式隔水膜刚度强度分析[D];郑州大学;2010年
3 蒋茂灿;增膜型水膜蒸发式空冷器单管单板初步实验研究[D];华中科技大学;2011年
4 方杰;VOF方法在水利水电工程中的应用和探索[D];河海大学;2005年
5 郭建红;带自由表面非恒定流动的数值模拟研究[D];太原理工大学;2004年
6 苏利红;潮汐水流宽度平均的垂向二维数值模拟研究[D];太原理工大学;2005年
7 班长英;体积分数保持法[D];河海大学;2006年
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9 周维锋;基于计算流体力学(CFD)水压力计算的数值模拟[D];重庆交通大学;2012年
10 彭静萍;波浪与海底沙坝地形的相互作用[D];大连理工大学;2002年
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