基于CFD的三氟甲烷滅火系統(tǒng)運行規(guī)律研究

【摘要】： 三氟甲烷氣體滅火系統(tǒng)是以三氟甲烷為滅火劑的哈龍?zhí)娲鷾缁鹣到y(tǒng),其綜合性能良好,是哈龍?zhí)娲分凶顑?yōu)者之一。但由于三氟甲烷滅火劑自身性質(zhì)的特殊性,其在管網(wǎng)中的行為非常復(fù)雜,只通過實驗很難直觀形象地把握其運行規(guī)律。計算流體動力學(簡稱CFD)通過計算機數(shù)值計算和圖像顯示的方法,在時間和空間上定量描述流場的數(shù)值解,從而達到對物理問題研究的目的,這就為三氟甲烷滅火系統(tǒng)的模擬計算創(chuàng)造了有利的條件,提供了一種重要的手段。 本文首先通過對已有實驗研究獲得的數(shù)據(jù)和曲線進行分析和計算,結(jié)合流體力學、化工熱力學、兩相流、物理化學、相變等學科的基礎(chǔ)理論,研究三氟甲烷滅火劑在儲存和噴放過程中壓力、密度和溫度的變化過程和相態(tài)變化過程,為數(shù)值模擬過程的參數(shù)設(shè)置提供理論依據(jù)。 然后,利用CFD商用軟件FLUENT進行三氟甲烷滅火系統(tǒng)模擬方法的研究。由于FLUENT提供的計算模型對問題的適應(yīng)性、模擬的精細程度、對計算機的能力要求及應(yīng)用的經(jīng)驗方面各有千秋,所以必須慎重選擇,在沒有任何前人經(jīng)驗可以參考的情況下,本文探索性的建立了兩種模擬方法,最后比較兩種方法的模擬結(jié)果與實際的符合程度,得出適合三氟甲烷滅火系統(tǒng)的模擬方法。 最后,在建立好模擬方法之后,用該方法對不同長度的直管和不同管徑的彎管做了壓力損失模擬,用于校正推導出的公式,最后獲得校正后的三氟甲烷滅火系統(tǒng)壓力損失計算公式。 本文首次將CFD模擬用于三氟甲烷滅火系統(tǒng)研究,代替成本巨大的實驗研究,并在此基礎(chǔ)上獲得了更加準確的壓力損失計算公式,對三氟甲烷滅火系統(tǒng)的設(shè)計和行業(yè)設(shè)計規(guī)范的制定有一定的參考價值,促進三氟甲烷滅火系統(tǒng)在國內(nèi)的應(yīng)用。 【關(guān)鍵詞】：三氟甲烷 滅火系統(tǒng) CFD 壓力損失 數(shù)值模擬
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2009
【分類號】：TU892
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 課題研究背景9-11
• 1.1.1 氣體滅火系統(tǒng)的發(fā)展9-10
• 1.1.2 哈龍?zhí)娲锏某霈F(xiàn)10-11
• 1.1.3 存在的問題和發(fā)展趨勢11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 課題提出及目的和意義12-13
• 1.4 研究方法和內(nèi)容13-14
• 1.5 本章小結(jié)14-15
• 第二章 三氟甲烷氣體滅火系統(tǒng)介紹15-27
• 2.1 三氟甲烷滅火劑15-17
• 2.1.1 三氟甲烷滅火劑性質(zhì)15-16
• 2.1.2 三氟甲烷滅火劑滅火機理16
• 2.1.3 三氟甲烷滅火劑的優(yōu)點16-17
• 2.2 三氟甲烷氣體滅火系統(tǒng)17-22
• 2.2.1 氣體滅火系統(tǒng)分類17-18
• 2.2.2 三氟甲烷氣體滅火系統(tǒng)分類與使用18-20
• 2.2.3 三氟甲烷氣體滅火系統(tǒng)適用范圍20-21
• 2.2.4 三氟甲烷滅火系統(tǒng)與其它氣體滅火系統(tǒng)的比較21-22
• 2.3 三氟甲烷氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計22-26
• 2.3.1 系統(tǒng)設(shè)計步驟22-25
• 2.3.2 現(xiàn)有管網(wǎng)設(shè)計方法及存在問題25-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 第三章 三氟甲烷氣體滅火系統(tǒng)管路流動特性理論研究27-40
• 3.1 基礎(chǔ)理論27-31
• 3.1.1 流體力學基本理論27-30
• 3.1.2 氣液兩相流體力學理論30
• 3.1.3 其它理論30-31
• 3.2 已有實驗分析31-35
• 3.2.1 實驗方法31-33
• 3.2.2 結(jié)果分析33-35
• 3.3 三氟甲烷滅火劑的狀態(tài)分析35-39
• 3.3.1 未噴放時的滅火劑狀態(tài)分析35-36
• 3.3.2 噴放過程的滅火劑狀態(tài)分析36-39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 第四章 三氟甲烷滅火系統(tǒng)CFD模擬方法研究40-57
• 4.1 計算流體動力學(CFD)理論基礎(chǔ)40-47
• 4.1.1 計算流體動力學概述40-41
• 4.1.2 CFD基本模型41-43
• 4.1.3 CFD模型的離散43-45
• 4.1.4 流場數(shù)值計算的主要算法45-46
• 4.1.5 CFD的求解過程46-47
• 4.1.6 UDF介紹47
• 4.2 常用CFD商用軟件——FLUENT47-49
• 4.2.1 FLUENT軟件的組成47-48
• 4.2.2 FLUENT求解步驟48
• 4.2.3 網(wǎng)格生成技術(shù)48-49
• 4.3 模擬方法的建立49-53
• 4.3.1 建立網(wǎng)格模型49-51
• 4.3.2 FLUENT求解51-53
• 4.4 模擬結(jié)果分析53-56
• 4.4.1 單相流模擬結(jié)果53
• 4.4.2 氣液兩相流模擬結(jié)果53-55
• 4.4.3 結(jié)果分析55-56
• 4.5 本章小結(jié)56-57
• 第五章 三氟甲烷氣體滅火系統(tǒng)管路壓力損失計算方法研究57-65
• 5.1 壓力損失計算公式57-58
• 5.2 公式校正58-64
• 5.2.1 壓力損失模擬計算58-62
• 5.2.2 模擬結(jié)果與計算結(jié)果比較62-63
• 5.2.3 公式校正63-64
• 5.3 本章小結(jié)64-65
• 第六章 總結(jié)與展望65-67
• 6.1 主要成果及創(chuàng)新點65-66
• 6.2 不足與展望66-67
• 參考文獻67-71
• 發(fā)表論文和科研情況說明71-72
• 致謝72

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哈龍?zhí)娲鷾缁饎┉h(huán)境影響分析及其滅火系統(tǒng)的研究    吳洪有

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在用小型薄壁壓力容器安全評估技術(shù)    駱慶裕

新一代哈龍?zhí)娲鷾缁鸺夹g(shù)的理論及應(yīng)用研究    田麗

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