【摘要】：對3D模型安全閥的超壓泄放機理及氣體動力學(xué)過程進行了模擬分析和試驗驗證。利用區(qū)域分組法和路徑分析法,對開啟部件在超壓泄放過程中的穩(wěn)態(tài)流場參數(shù)進行了詳細(xì)整理,研究了速度、壓力參數(shù)在內(nèi)外流場選定路徑上的分布以及開啟部件的動態(tài)力平衡情況。對豎直(Y)方向各種力平衡問題的研究和比較,證明了升力測試值為總力,包括靜態(tài)力和動態(tài)力兩部分,其中,靜態(tài)力占絕對優(yōu)勢;反沖(升)力中,動態(tài)力起很大作用,間隙力屬于自平衡力系。動態(tài)力主要來源于密封面和反沖盤折邊出口附近的高速氣體流動。閥芯反沖(升)力也主要來源于靜態(tài)力,動態(tài)力影響較小。水平(X)方向力平衡參數(shù)研究結(jié)果表明,對于反沖盤與閥芯分離結(jié)構(gòu),閥芯處于嚴(yán)格的動態(tài)平衡中,而反沖盤則可能存在水平方向的不平衡力,可能導(dǎo)致閥芯開啟和回座過程偏載。無論閥芯與反沖盤是整體還是分離式設(shè)計,此偏載均可能導(dǎo)致開啟回座偏差,甚至引發(fā)顫振、頻跳或密封面損壞。利用試驗裝置和新研制的傳感器,獲取了試驗開啟過程中閥芯壓力、升力、開啟高度和反沖盤測點壓力,進一步計算了反沖盤和閥芯反沖(升)力的數(shù)值。試驗和模擬結(jié)果對比表明,數(shù)值模擬結(jié)果與傳感器測試數(shù)據(jù)吻合,為進一步研究內(nèi)外流場及其動作機理奠定了基礎(chǔ)。
【圖文】：

·630·化工進展2015年第34卷3路徑分析法3.1參數(shù)分量分析（1）靜壓分析選取穩(wěn)排階段t=200ms時刻，提取圖3所示路徑上的靜壓數(shù)據(jù)（取絕對值），并將圖1三維簡化模型圖2三維模型結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格圖3區(qū)域劃分示意圖4不同時刻的靜壓云圖靜壓沿X、Y方向分解，如圖5、圖6所示�？梢钥闯雎窂綁毫Ψ植嫉囊话阋�(guī)律是，凡與壁面平行方向的壓力分量均為零，垂直于壁面的分量不為零；傾斜的壁面兩個壓力分量都存在。此外，背壓區(qū)和間隙區(qū)的壓力比閥前區(qū)的壓力數(shù)值上低很多，從而預(yù)示著元件承受的總力是由高壓力（閥前）區(qū)域指向低壓力（背壓或間隙）區(qū)域。（2）動壓分析圖7為閥芯各路徑上的動壓分布，可以觀察到，在間隙區(qū)（N1～N5上部）路徑，動壓為零。在閥前區(qū)（N5下部～N8），X方向動壓先增大而后下降，在閥前區(qū)的閥芯底部中心位置附近，動壓降低為零，這說明在閥芯底部的確存在基本靜止的滯止區(qū)域。值得注意的是，在N5的下端點出現(xiàn)最大的X方向動壓，意味著這里存在著最大

·630·化工進展2015年第34卷3路徑分析法3.1參數(shù)分量分析（1）靜壓分析選取穩(wěn)排階段t=200ms時刻，提取圖3所示路徑上的靜壓數(shù)據(jù)（取絕對值），并將圖1三維簡化模型圖2三維模型結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格圖3區(qū)域劃分示意圖4不同時刻的靜壓云圖靜壓沿X、Y方向分解，如圖5、圖6所示�？梢钥闯雎窂綁毫Ψ植嫉囊话阋�(guī)律是，凡與壁面平行方向的壓力分量均為零，垂直于壁面的分量不為零；傾斜的壁面兩個壓力分量都存在。此外，背壓區(qū)和間隙區(qū)的壓力比閥前區(qū)的壓力數(shù)值上低很多，，從而預(yù)示著元件承受的總力是由高壓力（閥前）區(qū)域指向低壓力（背壓或間隙）區(qū)域。（2）動壓分析圖7為閥芯各路徑上的動壓分布，可以觀察到，在間隙區(qū)（N1～N5上部）路徑，動壓為零。在閥前區(qū)（N5下部～N8），X方向動壓先增大而后下降，在閥前區(qū)的閥芯底部中心位置附近，動壓降低為零，這說明在閥芯底部的確存在基本靜止的滯止區(qū)域。值得注意的是，在N5的下端點出現(xiàn)最大的X方向動壓，意味著這里存在著最大
【作者單位】： 華南理工大學(xué)機械與汽車工程學(xué)院;
【分類號】：TQ086.2

【參考文獻】

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【二級參考文獻】

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本文編號：2521531