过热蒸汽流经调节阀温度变化的数值研究
流体动力学
2025-03-07 v1
摘要
过热蒸汽广泛应用于各种能源系统，特别是发电厂、化工行业以及其他需要高温高压蒸汽以实现高效能量转换和过程控制的场合。在这些系统中，调节阀是控制蒸汽流量的关键组件，可调整其压力和温度以确保安全高效运行。准确理解和预测调节阀内的温度变化对于优化其性能和提高系统整体效率至关重要。本研究利用计算流体动力学(CFD)模拟结合本征正交分解(POD)技术，研究了过热蒸汽流经调节阀时的温度变化。分析首先从内部流场参数（包括温度和压力）的考察开始，以理解阀内的整体流体动力学。POD 被用于降低 CFD 结果的维度。奇异值分解(SVD)被用于提取捕获传热和温度波动关键流结构的主导模态。POD 分析表明，最具影响力的模态与高湍流强度和显著温度梯度的区域相关，这些区域对蒸汽流经调节阀的热性能至关重要。将 POD 应用于三维 CFD 结果代表了一种新方法，特别是对于像蒸汽流经调节阀这样复杂的流体流动模型。本研究获得的见解对能源系统中温度和压力调节阀的设计和优化具有实际意义，为提高这些系统的效率和可靠性提供了理论基础。
引用
@article{arxiv.2503.04209,
title = {Numerical Study On Temperature Variations Of Superheated Steam Flowing Through A Regulation Valve},
author = {Zhe-hui Ma and Hang-ye Zhang and Chuang Liu and Ming Zhang and Jin-yuan Qian},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.04209},
year = {2025}
}