水流量标准装置蓄水箱仿真研究

摘要

蓄水箱是水流量标准装置的重要组成部件。优化蓄水箱的结构，能有效提高流量标准装置的技术指标。根据相同的性能指标，优化设计出更简单、体积更小、成本更低的水箱结构，对提高水流量标准装置的技术水平和工业应用价值具有重要意义。
　　本文从蓄水箱水流作用原理出发，分析了水箱内部气泡产生的原因。分析蓄水箱内部漩涡的产生机理与类型，解释气泡对流量装置的不利影响，得出了蓄水箱优化设计目标。对蓄水箱气液两相流仿真方法进行研究。二维和三维仿真研究中，通过调整压力出口的静压实现水泵抽吸作用的模拟;采用VOF模型，得出了不同水箱内部结构情况下的气液两相流动状态。稳态和非稳态仿真结果的对比分析表明，非稳态仿真方法能够模拟出气泡在水箱内部的流动形态。通过实验，对水箱内部气泡的运动和分布状态进行观测。并与模型仿真结果进行对比，验证了水箱内部气泡运动非稳态仿真方法的正确性。提出了通过仿真优化蓄水箱结构的方法。利用此方法对水箱外形尺寸、内部挡板和孔板结构、出口形状等提出优化方案，进行优化设计，并获得了优化结构。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 水流量标准装置

1．2 课题研究背景及意义

1．3 蓄水箱研究进展

1．4 研究创新点

1．5 论文章节安排

第二章 蓄水箱水流过程分析及设计目标

2．1 蓄水箱水流过程分析

2．2 蓄水箱内部漩涡分析

2．3 水泵吸入气泡对流量装置的影响

2．4 本章小结

第三章 蓄水箱仿真方法研究

3．1 研究方法的提出

3．2 蓄水箱仿真模型的建立

3．2．1 三维仿真模型

3．2．2 模型网格划分与选择

3．3 仿真模型选择与参数设置

3．3．1 多相流模型的选择

3．3．2 边界条件和求解器设置

3．4 蓄水箱仿真结果对比

3．4．1 稳态仿真

3．4．2 非稳态仿真

3．4．3 水箱模型的二维仿真

3．4．3 水箱实验对比验证

3．5 本章小结

第四章 新2#装置水箱结构优化设计

4．1 概述

4．2 水箱外形尺寸的分配

4．2．1 水泵入水口高度h1的确定

4．2．2 水箱临界淹没水深Sc的计算

4．2．3 检定过程中水位下降的最大水深h2

4．3 水箱内部结构优化

4．3．1 挡板长度的选择

4．3．2 挡板数目的确定

4．3．3 挡板位置的确定

4．3．4 孔板安装方式的选择

4．3．5 不同设计结构水箱的比较

4．4 水泵吸水口的设计

4．4．1 水泵吸水口水平安装

4．4．2 水泵吸水口竖直安装

4．5 本章小结

第五章 总结与展望

5．1 总结

5．2 展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢