本文是在國家自然科學(xué)基金項目（編號:51569012）的資助下完成的。單座調(diào)節(jié)閥在高壓差工況工作時,劇烈的壓力脈動和漩渦容易引發(fā)調(diào)節(jié)閥管路系統(tǒng)的渦激振動疲勞破壞,并產(chǎn)生較大噪聲,嚴(yán)重影響管路系統(tǒng)設(shè)備的安全運(yùn)行和操作人員的身心健康。針對單座調(diào)節(jié)閥的不足,在大量調(diào)研的基礎(chǔ)上,設(shè)計了高壓降迷宮套筒組合調(diào)節(jié)閥,并分別對其在最大、正常和最小工況時的三種典型節(jié)流模型進(jìn)行了三維瞬態(tài)流動及渦激振動仿真研究。具體開展了以下工作:（1）調(diào)研了調(diào)節(jié)閥流場及渦激振動問題的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,分析了工作在高壓差工況的單座調(diào)節(jié)閥存在的振動噪聲和破壞失效問題,從而總結(jié)出高壓降迷宮套筒組合調(diào)節(jié)閥研究的重要意義。（2）針對調(diào)節(jié)閥大壓差工況,通過六通道迷宮盤片、四通道迷宮盤片和多級套筒的組合,設(shè)計了滿足等百分比流量特性的高壓降迷宮套筒組合調(diào)節(jié)閥。其中迷宮盤片不僅能夠?qū)崿F(xiàn)流體壓力先高壓降后低壓降的功能,而且可以有效避免流道最后一級較大的壓力恢復(fù),多級套筒結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)消聲減振的目的。（3）運(yùn)用ANSYS Fluent軟件研究了高壓降迷宮套筒組合調(diào)節(jié)閥的流量調(diào)節(jié)特性,得到了其三段式等百分比流量特性曲線。對最大、正常和最小工況,分別... 

【文章來源】：蘭州理工大學(xué)甘肅省

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

宮盤片單流道壓力云圖

152.6），研究流體流經(jīng)該模型時流道內(nèi)部的降壓情況。圖2.6 迷宮盤片單流道結(jié)構(gòu)圖以本文調(diào)節(jié)閥最大工況參數(shù)為例，對迷宮盤片單個流道結(jié)構(gòu)的降壓情況進(jìn)行研究，進(jìn)口壓力設(shè)置為 18.5MPa，出口壓力設(shè)置為 8MPa，參考壓力設(shè)置為 0MPa。介質(zhì)為 250℃的液態(tài)水，其屬性如表 2.4 所示。質(zhì)量方程、動量方程和 k ε的殘差曲線收斂精度為 1×10-4，能量方程的殘差曲線收斂精度為 1×10-6。壁面條件為光滑、無滑移壁面邊界。采用流體動力學(xué)分析軟件 ANSYS Fluent 對其進(jìn)行穩(wěn)態(tài)流場模擬計算。表 2.4 18.5MPa, 250℃的液態(tài)水物性參數(shù)壓力(MPa) 溫度(℃) 密度(kg/m3) 定壓比熱容(J/(kg·K)) 動力粘度(Pa·s)18.5 250 814.59 4696.87 1.1001e-04讀取各級流道中性線上的壓力（如圖 2.7），繪制出降壓級數(shù)與壓力變化的關(guān)系曲線（如圖 2.8）。圖2.7 宮盤片單流道壓力云圖OutIn

19c)第 3 級套筒 d)第 4 級套筒圖2.9 高壓降迷宮套筒組合調(diào)節(jié)閥各級套筒三維模型圖2.9中的各級套筒結(jié)構(gòu)，首先是根據(jù)閥體尺寸對各層套筒的尺寸和各級套筒的間距進(jìn)行的設(shè)計，然后是根據(jù)各級套筒的尺寸和小孔的線性布局確定的孔徑間離，其中小孔線性布局有助于流體的對沖，從而快速消耗流體能量，達(dá)到消聲減振的目的。2.4 本章小結(jié)本章針對單座調(diào)節(jié)閥在高壓差工況下產(chǎn)生的振動噪聲和破壞失效問題，通過六通道迷宮盤片、四通道迷宮盤片和套筒的組合設(shè)計方案，設(shè)計了滿足等百分比流量特性的高壓降迷宮套筒組合調(diào)節(jié)閥。通過流體力學(xué)理論推導(dǎo)了單個迷宮流道的設(shè)計公式，設(shè)計出了六通道迷宮盤片和四通道迷宮盤片兩種減壓結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)流體壓力先高壓降后低壓降的控制要求，避免了流道最后一級較大的壓力恢復(fù)。通過理論計算和閥門結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計了可以消聲減振的多級套筒結(jié)構(gòu)。上述對高壓降迷宮套筒組合調(diào)節(jié)閥的多級降壓節(jié)流內(nèi)件的設(shè)計

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]帶螺旋側(cè)板立管兩向渦激振動的試驗研究[J]. 周陽,黃維平,楊斌,潘沖,宋澤坤.  振動與沖擊. 2018(17)
[2]基于有限元的深水隔水管渦激振動分析[J]. 沈國華,王儒朋.  天津科技. 2018(03)
[3]基于CFD的入口節(jié)流型滑閥穩(wěn)態(tài)液動力研究[J]. 楊慶俊,賈新穎,呂慶軍,熊慶輝.  機(jī)床與液壓. 2017(13)
[4]淺議汽車側(cè)門結(jié)構(gòu)設(shè)計中的CAE應(yīng)用[J]. 王少偉,蘭天亮,李夢帆.  智能制造. 2017(06)
[5]低噪聲控制閥優(yōu)化設(shè)計及試驗驗證[J]. 何濤,郝夏影,王鎖泉,吳有生.  船舶力學(xué). 2017(05)
[6]多泵并聯(lián)管道中調(diào)節(jié)閥控制流量平衡系統(tǒng)的應(yīng)用[J]. 涂照妹.  管道技術(shù)與設(shè)備. 2017(03)
[7]細(xì)長柔性立管渦激振動的數(shù)值模擬研究[J]. 李非凡,及春寧,許棟,韓冰,張海.  工程力學(xué). 2017(04)
[8]低噪聲迷宮式控制閥設(shè)計原理及數(shù)值分析[J]. 何濤,王秋波,王鎖泉,吳有生.  船舶力學(xué). 2017(02)
[9]電站鍋爐調(diào)節(jié)閥管配系統(tǒng)流場特性的數(shù)值分析[J]. 劉曉敘,劉佳,何慶中,郭斌.  深圳大學(xué)學(xué)報(理工版). 2017(01)
[10]一種電站用超(超)臨界鍋爐調(diào)節(jié)閥臨界流流場特性分析[J]. 張城,何慶中,董學(xué)蓮,郭斌,劉佳,劉怡.  液壓與氣動. 2017(01)

碩士論文
[1]基于CFD調(diào)節(jié)閥內(nèi)部流場數(shù)值模擬研究與結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D]. 徐亮亮.華東理工大學(xué) 2016
[2]高溫高壓多級降壓調(diào)節(jié)閥強(qiáng)度可靠性研究[D]. 徐娟娟.蘭州理工大學(xué) 2016
[3]高壓降多級降壓疏水閥及閥控管道振動噪聲特性研究[D]. 婁燕鵬.蘭州理工大學(xué) 2016
[4]活塞式調(diào)節(jié)閥流場特性分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D]. 鄧君.湖南工業(yè)大學(xué) 2015
[5]海洋立管渦激振動的數(shù)值模擬研究[D]. 盧騰超.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[6]高壓差迷宮式多級降壓調(diào)節(jié)閥內(nèi)部流動特性分析研究[D]. 徐曉剛.蘭州理工大學(xué) 2013



本文編號：3214858