本文關(guān)鍵詞：彈簧全啟式安全閥排量的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究

  更多相關(guān)文章： 安全閥 數(shù)值模擬 臨界流動(dòng) 排量評(píng)估 試驗(yàn)研究

【摘要】：安全閥是鍋爐、壓力容器和壓力管道等必要的安全附件。但安全閥在工作過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)各種各樣的故障,如整定壓力發(fā)生偏差,密封面不平整,彈簧剛度過(guò)硬或軟化,閥桿不對(duì)中等,從而引起嚴(yán)重的后果。即使超壓時(shí)安全閥正常動(dòng)作,如果排量不足以泄壓,或者超過(guò)壓力和啟閉壓差不能保持平衡,都會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的后果。因此對(duì)安全閥性能評(píng)估技術(shù)的研究就顯得尤為重要。本文采用數(shù)值模擬方法研究了安全閥開啟過(guò)程性能評(píng)估技術(shù),并用安全閥固定開高試驗(yàn)和瞬態(tài)開啟過(guò)程試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了驗(yàn)證,主要內(nèi)容如下:(1)采用Pro/E三維流域建模、結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格、CEL動(dòng)網(wǎng)格等對(duì)安全閥動(dòng)態(tài)開啟過(guò)程和固定開高進(jìn)行CFX數(shù)值仿真,并通過(guò)試驗(yàn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了模擬的正確性。(2)首次就兩種模擬方法進(jìn)行了定性和定量的對(duì)比分析,發(fā)現(xiàn)在穩(wěn)定排放階段兩者的差別較小,但在開啟階段兩者的性能參數(shù)相對(duì)偏差較大;(3)首次采用定性和定量的分析方法重點(diǎn)對(duì)安全閥超音速臨界流動(dòng)進(jìn)行了詳細(xì)的分析,發(fā)現(xiàn)安全閥臨界流動(dòng)隨著穩(wěn)定開高的增加呈現(xiàn)一定的規(guī)律性變化,而這種變化基本上不受工況和安全閥規(guī)格的影響。在此基礎(chǔ)上對(duì)喉部和簾面的排量進(jìn)行了定量的計(jì)算和分析,并結(jié)合實(shí)際排量得到了不同開高下的排量計(jì)算方法;(4)研究了排量與開啟高度的關(guān)系。得到了不同工況和不同規(guī)格的安全閥排量與不同穩(wěn)定開高的擬合關(guān)系式,以及某一規(guī)格不同工況的安全閥在不同穩(wěn)定開高下排量與開啟階段高度的擬合關(guān)系式,實(shí)現(xiàn)了通過(guò)開啟高度來(lái)評(píng)估排量的方法;(5)首次通過(guò)限位裝置進(jìn)行同一工況不同開高下的安全閥全開啟排放試驗(yàn),采用位移、閥芯、升力和壓力傳感器等檢測(cè)元件對(duì)安全閥開啟排放過(guò)程的位移、壓力、升力等參數(shù)進(jìn)行了測(cè)試,與相應(yīng)的模擬結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)值與模擬結(jié)果非常吻合,驗(yàn)證了模擬的準(zhǔn)確性。試驗(yàn)測(cè)得不同穩(wěn)定開高的排量驗(yàn)證了擬合公式計(jì)算的排量具有很高的精度,初步實(shí)現(xiàn)了對(duì)安全閥排放性能的快速評(píng)估,具有實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：安全閥 數(shù)值模擬 臨界流動(dòng) 排量評(píng)估 試驗(yàn)研究
【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
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-21
• 1.1 課題背景11-12
• 1.2 安全閥概述12-13
• 1.2.1 安全閥結(jié)構(gòu)及工作原理12-13
• 1.2.2 安全閥性能要求13
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究文獻(xiàn)概述13-20
• 1.3.1 安全閥試驗(yàn)研究14-17
• 1.3.2 安全閥流場(chǎng)模擬17-20
• 1.4 本文的研究?jī)?nèi)容及研究方法20
• 本章小結(jié)20-21
• 第二章 安全閥穩(wěn)態(tài)與瞬態(tài)開啟過(guò)程數(shù)值分析21-28
• 2.1 CFD原理21
• 2.2 Pro/E建模及ANSYS ICEM CFD網(wǎng)格劃分21-23
• 2.3 CFX-Pre定義23-25
• 2.3.1 邊界條件的確定23-24
• 2.3.2 初始值設(shè)定24
• 2.3.3 CEL語(yǔ)言24-25
• 2.4 求解器控制25-26
• 2.5 模擬可靠行分析26-27
• 本章小結(jié)27-28
• 第三章 穩(wěn)態(tài)與瞬態(tài)模擬結(jié)果對(duì)比分析28-38
• 3.1 模擬結(jié)果的定性云圖對(duì)比分析28-30
• 3.1.1 密度場(chǎng)28-29
• 3.1.2 速度場(chǎng)29-30
• 3.1.3 壓力場(chǎng)30
• 3.2 模擬結(jié)果的路徑對(duì)比分析30-35
• 3.2.1 簾面不同路徑上流場(chǎng)參數(shù)對(duì)比分析31-33
• 3.2.2 傳統(tǒng)喉部不同路徑上流場(chǎng)參數(shù)對(duì)比分析33-35
• 3.3 模擬結(jié)果的定量對(duì)比分析35-37
• 本章小結(jié)37-38
• 第四章 臨界流動(dòng)及排量計(jì)算方法研究38-56
• 4.1 不同規(guī)格安全閥超音速流動(dòng)分析38-43
• 4.1.1 某穩(wěn)定開高下超音速變化規(guī)律初探39-40
• 4.1.2 不同工況安全閥不同穩(wěn)定開高的超音速變化規(guī)律分析40-41
• 4.1.3 不同規(guī)格安全閥不同穩(wěn)定開高超音速變化規(guī)律分析41-43
• 4.2 穩(wěn)排階段其他流場(chǎng)參數(shù)分析43-44
• 4.3 傳統(tǒng)喉部流動(dòng)狀態(tài)分析44-49
• 4.3.1 喉部流動(dòng)變化情況分析44-46
• 4.3.2 喉部不同位置排量變化情況分析46-49
• 4.4 安全閥簾面出口處流動(dòng)狀態(tài)分析49-52
• 4.4.1 簾面出口處有效排放面積計(jì)算50-51
• 4.4.2 簾面出口處排量變化分析51-52
• 4.5 排量計(jì)算方法評(píng)估52-55
• 本章小結(jié)55-56
• 第五章 安全閥排量評(píng)估技術(shù)研究56-65
• 5.1 不同穩(wěn)定開高下排量評(píng)估方法研究56-61
• 5.1.1 整定壓力對(duì)不同穩(wěn)定開高下排量的影響分析56-58
• 5.1.2 超壓對(duì)不同穩(wěn)定開高下排量的影響分析58-59
• 5.1.3 安全閥規(guī)格對(duì)不同穩(wěn)定開高下排量的影響分析59-61
• 5.2 某一穩(wěn)定開高下排量評(píng)估方法研究61-64
• 本章小結(jié)64-65
• 第六章安全閥超壓全開啟試驗(yàn)65-79
• 6.1 引言65-67
• 6.1.1 試驗(yàn)?zāi)康?/span>65
• 6.1.2 試驗(yàn)內(nèi)容65-66
• 6.1.3 試驗(yàn)裝置介紹66-67
• 6.2 液壓標(biāo)定試驗(yàn)67-71
• 6.2.1 上下閥芯傳感器和升力傳感標(biāo)定67-68
• 6.2.2 位移傳感器的標(biāo)定試驗(yàn)及評(píng)估68-70
• 6.2.3 壓力傳感器標(biāo)定70-71
• 6.3 氣體全開啟試驗(yàn)71-72
• 6.3.1 試驗(yàn)平臺(tái)搭建71-72
• 6.3.2 試驗(yàn)步驟72
• 6.4 數(shù)據(jù)處理分析72-74
• 6.4.1 位移傳感器數(shù)據(jù)72-73
• 6.4.2 閥芯傳感器數(shù)據(jù)73
• 6.4.3 檢測(cè)法蘭數(shù)據(jù)73
• 6.4.4 升力傳感器數(shù)據(jù)73-74
• 6.5 實(shí)驗(yàn)對(duì)比驗(yàn)證74-78
• 6.5.1 穩(wěn)態(tài)模擬與固定開高試驗(yàn)的對(duì)比74
• 6.5.2 瞬態(tài)模擬與動(dòng)態(tài)開啟試驗(yàn)的對(duì)比74-78
• 本章小結(jié)78-79
• 結(jié)論與展望79-81
• 結(jié)論79-80
• 展望80-81
• 參考文獻(xiàn)81-85
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果85-86
• 致謝86-87
• 附件87

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：680081