本文關(guān)鍵詞：彈簧全啟式安全閥運(yùn)行故障的模擬辨識(shí)與試驗(yàn)研究

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【摘要】：帶安全閥的泄壓裝置是為了防止壓力容器和管道在使用過(guò)程中超壓爆破而設(shè)置的保護(hù)裝置,屬于生產(chǎn)系統(tǒng)的最后一道安全防線。然而安全泄放系統(tǒng)本身也可能出現(xiàn)各種故障,從而影響安全泄壓裝置的功能的正常執(zhí)行,因此,識(shí)別和分析安全閥的潛在故障形態(tài),利用定性和定量技術(shù)判斷可能發(fā)生的故障,提前對(duì)安全泄放系統(tǒng)可能存在的隱患進(jìn)行識(shí)別,預(yù)警和進(jìn)而提供應(yīng)急措施顯得尤為重要。本文在安全閥故障的特征參數(shù)和故障特性方面展開(kāi)初步研究,期間通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬與實(shí)驗(yàn)完成如下工作:1.故障診斷和識(shí)別研究:利用各種安全閥在線和離線檢測(cè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和曲線,分析整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的典型故障曲線特性。主要數(shù)據(jù)有:位移、速度、壓力、馬赫數(shù)、升力等。2.故障及其特性的模擬技術(shù)研究:利用3D建模進(jìn)行典型故障特性的模擬分析,主要模擬的故障有顫振、彈簧剛度變化、彈簧缺陷,其中顫振分為穩(wěn)定排放階段顫振和回座階段顫振。根據(jù)模擬分析的數(shù)據(jù),分析出發(fā)生顫振時(shí),閥芯的位移、速度等變化都是非常明顯的。彈簧剛度變化的模擬表明彈簧剛度變化在一定的范圍是安全的。彈簧缺陷的模擬對(duì)于安全閥工作時(shí),彈簧壓縮的距離有實(shí)際參考作用。通過(guò)分析結(jié)果和故障特性識(shí)別的情況,結(jié)果都表明安全閥發(fā)生顫振或是彈簧剛度變化時(shí),相關(guān)的動(dòng)力學(xué)參數(shù)和流場(chǎng)參數(shù)變化都是很容易識(shí)別的。3.故障診斷和識(shí)別的試驗(yàn)驗(yàn)證:利用實(shí)驗(yàn)室自主研發(fā)位移傳感器、升力傳感器、閥芯傳感器等元件進(jìn)行安全閥故障開(kāi)啟實(shí)驗(yàn),通過(guò)開(kāi)啟和回座試驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)與前述故障模擬的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的缺陷特性進(jìn)行分析對(duì)比研究,主要進(jìn)行的是安全閥顫振實(shí)驗(yàn)和彈簧缺陷實(shí)驗(yàn)。同時(shí)也對(duì)閥芯偏移的故障情況進(jìn)行了探究性實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)表明通過(guò)傳感器、數(shù)據(jù)采集儀、計(jì)算機(jī)等設(shè)備組成的檢測(cè)安全閥開(kāi)啟過(guò)程的這一種技術(shù)對(duì)于識(shí)別安全閥故障并對(duì)開(kāi)啟性能進(jìn)行監(jiān)測(cè),提高承壓系統(tǒng)的安全性能具有重大意義。
【關(guān)鍵詞】：安全閥 故障 模擬仿真 顫振 彈簧 試驗(yàn)分析
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH134
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-12
• 第一章 緒論12-23
• 1.1 引言12-13
• 1.2 安全閥基礎(chǔ)13-20
• 1.2.1 安全閥的工作原理13-14
• 1.2.2 安全閥分類及相關(guān)術(shù)語(yǔ)介紹14-16
• 1.2.3 國(guó)內(nèi)外安全閥故障研究?jī)?nèi)容16-20
• 1.3 課題研究和主要工作20-23
• 1.3.1 研究意義20
• 1.3.2 研究?jī)?nèi)容20
• 1.3.3 研究思路20-23
• 第二章 安全閥故障數(shù)值仿真23-33
• 2.1 引言23
• 2.2 流體力學(xué)基本控制方程23-24
• 2.3 湍流模型理論24
• 2.4 數(shù)值模擬流程24-25
• 2.5 模型的建立與分析25-28
• 2.5.1 安全閥建模25-26
• 2.5.2 網(wǎng)格劃分26-27
• 2.5.3 網(wǎng)格質(zhì)量檢查27-28
• 2.6 數(shù)值模擬前處理28-30
• 2.6.1 計(jì)算域設(shè)定28-29
• 2.6.2 邊界條件設(shè)定29
• 2.6.3 初始條件和交界面設(shè)置29-30
• 2.7 動(dòng)網(wǎng)格控制方程及CEL語(yǔ)言編譯30-31
• 2.8 軟件參數(shù)介紹31-32
• 2.8.1 CFX-SOLVER求解器31
• 2.8.2 CFX-POST后處理軟件31
• 2.8.3 參數(shù)變更說(shuō)明31-32
• 本章小結(jié)32-33
• 第三章 安全閥故障類型分析33-45
• 3.1 故障33-34
• 3.1.1 故障的定義33
• 3.1.2 故障的分類33-34
• 3.2 安全閥故障數(shù)據(jù)分析34-37
• 3.2.1 安全閥開(kāi)啟實(shí)驗(yàn)裝置35
• 3.2.2 故障類型數(shù)據(jù)處理35-37
• 3.3 安全閥故障類型分類37-41
• 3.3.1 安全閥性能要求37-38
• 3.3.2 泄漏38-39
• 3.3.3 顫振39-40
• 3.3.4 卡阻40-41
• 3.3.5 彈簧失效41
• 3.4 故障模擬說(shuō)明41-44
• 3.4.1 故障模擬情況分析41-42
• 3.4.2 故障模擬可靠性分析42-44
• 本章小結(jié)44-45
• 第四章 顫振模擬結(jié)果分析45-68
• 4.1 同一工況下穩(wěn)排階段顫振故障分析45-60
• 4.1.1 顫振故障流場(chǎng)參數(shù)分析46-50
• 4.1.2 顫振故障動(dòng)力學(xué)參數(shù)分析50
• 4.1.3 速度矢量和超音速流域?qū)Ρ?/span>50-51
• 4.1.4 模擬結(jié)果路徑對(duì)比51-60
• 4.2 同一工況下回座階段顫振故障分析60-64
• 4.2.1 顫振故障動(dòng)力學(xué)參數(shù)分析61
• 4.2.2 H=8MM顫振模擬結(jié)果路徑分析61-64
• 4.3 不同整定壓力下顫振故障影響分析64-67
• 4.3.1 穩(wěn)排顫振故障對(duì)開(kāi)啟高度的影響分析64-66
• 4.3.2 回座顫振故障對(duì)開(kāi)啟高度的影響分析66-67
• 本章小結(jié)67-68
• 第五章 彈簧故障模擬結(jié)果分析68-79
• 5.1 彈簧剛度對(duì)開(kāi)啟過(guò)程的影響分析68-73
• 5.1.1 對(duì)開(kāi)啟高度的影響68-72
• 5.1.2 對(duì)升力的影響72-73
• 5.2 彈簧缺陷影響分析73-78
• 5.2.1 彈簧缺陷模擬73-74
• 5.2.2 彈簧缺陷模擬結(jié)果分析74-78
• 本章小結(jié)78-79
• 第六章 安全閥故障試驗(yàn)分析79-88
• 6.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛢?nèi)容79
• 6.2 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)和操作79-81
• 6.2.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)介紹79-81
• 6.2.2 實(shí)驗(yàn)操作81
• 6.3 傳感器采集數(shù)據(jù)處理81-82
• 6.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析82-87
• 6.4.1 顫振數(shù)據(jù)分析82-85
• 6.4.2 彈簧缺陷數(shù)據(jù)分析85-86
• 6.4.3 閥芯偏移數(shù)據(jù)分析86-87
• 本章小結(jié)87-88
• 結(jié)論88-90
• 研究成果88-89
• 工作建議89-90
• 參考文獻(xiàn)90-94
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果94-95
• 致謝95-96
• 附件96

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：635994