蒸汽管网水力热力耦合计算方法的研究及软件开发的开题报告

蒸汽管网水力热力耦合计算方法的研究及软件开发的开题报告一、研究背景及意义蒸汽管网是工业生产中常用的能源传输和供应方式。蒸汽管网的水力和热力特性对系统运行的稳定性和安全性具有重要影响。为了保证蒸汽管网系统的正常运行和优化设计，必须对管网的水力和热力进行耦合计算。目前，国内外对蒸汽管网的研究主要集中在以下几个方面：①管网水力计算；②管网热力计算；③管网水力与热力耦合计算。其中，管网水力计算是一个较为成熟的研究领域，但在管网水力与热力耦合计算方面还存在诸多问题，如计算精度不高、计算速度慢等。为了解决上述问题，本研究将研究蒸汽管网的水力和热力耦合计算方法，并开发相关软件，以实现蒸汽管网的耦合计算。二、研究内容和研究方法本研究的主要内容为蒸汽管网的水力和热力耦合计算方法的研究及软件开发。具体研究内容包括：1.蒸汽管网的水力计算方法研究：采用动量守恒原理和连续性方程，建立蒸汽管网的水力计算模型，解析蒸汽管网中流速、压力等水力特性参数。2.蒸汽管网的热力计算方法研究：根据能量守恒原理和传热方程式，建立蒸汽管网的热力计算模型，分析管网中蒸汽温度、压力、焓等热力特性参数。3.蒸汽管网的水力和热力耦合计算方法研究：将水力计算和热力计算模型进行耦合，分析管网的水力和热力特性对系统的影响及相互作用关系。4.软件开发：基于上述研究成果，开发蒸汽管网水力热力耦合计算软件。本研究采用数值模拟方法、理论分析方法和实验研究方法相结合的研究方法，利用Fluent等数值模拟软件进行模拟计算，通过对实验数据与模拟结果的比较，验证研究结果的准确性。三、预期成果及应用价值本研究预期达到以下成果：1.建立蒸汽管网的水力和热力耦合计算模型，研究管网水力和热力的相互作用关系，提高了对蒸汽管网系统的理解和把握。2.开发蒸汽管网水力热力耦合计算软件，提供了便捷、高效、准确的计算工具，可以用于蒸汽管网的设计、运行、维护和优化等方面。3.为蒸汽管网的改造和优化提供技术支撑，促进工业生产的发展和能源的节约与利用。四、研究进度及安排本研究计划于2022年3月开始，预计于2024年6月完成。研究进度安排如下表所示：|进度阶段|时间安排||--------|---------||研究计划|2022年3月-2022年4月||研究文献调研|2022年5月-2022年7月||蒸汽管网水力计算方法研究|2022年8月-2022年10月||蒸汽管网热力计算方法研究|2022年11月-2023年1月||蒸汽管网水力与热力耦合计算方法研究|2023年2月-2023年4月||软件开发|2023年5月-2024年3月||研究总结|2024年4月-2024年6月|五、预算及实施条件本研究的预算及实施条件如下：|预算项目|预算金额（万元）|实施条件||--------|---------|---------||研究人员工资|50|国家高新技术企业实验室||实验设备与仪器购置|30|环境保护厅指定实验室||研究文献及专利费用|5|无||其他费用|15|无||总预算|100|无|六、研究组成员及分工本研究的组成员及分工如下：|组员姓名|专业领域|分工||--------|---------|---------||张三|热能工程|负责蒸汽管网的水力计算方法研究||李四|计算机科学|负责蒸汽管网的软件开发||王五|测控技术|负责蒸汽管网的实验研究和数据分析||赵六|热力学|负责蒸汽管网的热力计算方法研究||孙七|研究管理|负责项目的进度安排和管理|七、参考文献[1]邱卫军,王广洲,殷基萍.汽轮机-蒸汽管网系统水力热力耦合仿真研究[J].中国电机工程学报,2016,36(23):6260-6266.[2]陈文君,刘晓辉,胡宝新.蒸汽管网元件热力计算与传热影响研究[J].燃气轮机技术,2018(1):47-52.[3]葛萍,王诚.蒸汽管网水力热力耦合计算优化方法[J].