本文關(guān)鍵詞：高溫閃蒸工況角式調(diào)節(jié)閥的研究

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【摘要】：煤化工的主要原材料為煤,采取化工的措施手段以及流程環(huán)節(jié)讓原材料轉(zhuǎn)化成固液氣燃料以及應(yīng)運(yùn)而生的產(chǎn)品,從而得到諸多領(lǐng)域化工產(chǎn)品。減壓進(jìn)料閥組位于常壓塔與減壓塔之間,屬于煤化工工藝路線中的煤直接液化裝置。高溫閃蒸工況角式調(diào)節(jié)閥是減壓進(jìn)料閥組中的一個閥門。調(diào)節(jié)閥主要起到調(diào)節(jié)介質(zhì)流量的作用,在介質(zhì)通過閥芯的頂端時,因為流道的變更將直接導(dǎo)致介質(zhì)呈現(xiàn)節(jié)流相變,并對閥的各個器件帶來不良的流動磨損隱患,來自全球各地的學(xué)術(shù)專家對閥門的流動磨損、空蝕等現(xiàn)象已做了大量研究。本文介紹了計算流體力學(xué)的基本原理,確定了數(shù)值模擬所用的基本控制方程、多相流模型等,根據(jù)這些模型構(gòu)建了空化作用下的流動磨損計算數(shù)理模型,確定和建立基本控制方程,針對調(diào)節(jié)閥在典型開度基礎(chǔ)上的流動實施數(shù)據(jù)進(jìn)行建模和實驗。首先確定高溫角式調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)尺寸,然后根據(jù)高溫角式調(diào)節(jié)閥的工藝參數(shù)、結(jié)構(gòu)尺寸和運(yùn)行工況等,結(jié)合流動磨損數(shù)理模型及計算公式,對調(diào)節(jié)閥典型開度下的流場進(jìn)行數(shù)值計算,獲得閥內(nèi)速度、壓力、相分率、磨損率等流場參數(shù),完成調(diào)節(jié)閥流動磨損的定量計算。其次結(jié)合減壓進(jìn)料閥組不同零部件對表面硬化層的不同需求,通過對不同表面硬化工藝(超音速火焰噴涂、激光熔覆焊及火焰粉末重融)性能的調(diào)研、對比分析,降低空化和汽蝕對閥座閥芯的磨損。本文主要針對角式調(diào)節(jié)閥進(jìn)行模擬試驗分析與研究,重點是研究高固閃蒸工況對閥門密封結(jié)構(gòu)、密封性能及密封機(jī)理的影響,為該類閥門的國產(chǎn)化提供了一定的參考依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：煤化工 角式調(diào)節(jié)閥 空化作用 模型分析
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ055.81
【目錄】：

• 摘要7-8
• Abstract8-12
• 第1章 緒論12-18
• 1.1 引言12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3 本課題的研究目標(biāo)15-16
• 1.4 本課題的研究內(nèi)容16-17
• 1.5 本課題擬解決的關(guān)鍵性問題17-18
• 第2章 多相流動磨損研究和數(shù)理模型的建立18-31
• 2.1 引言18
• 2.2 多相流動磨損及其分類18-21
• 2.2.1 氣-固沖蝕磨損的研究進(jìn)展19-20
• 2.2.2 液-固沖蝕磨損的研究進(jìn)展20-21
• 2.3 空化機(jī)理及效應(yīng)研究21-23
• 2.3.1 空化試驗研究21-23
• 2.3.2 空化數(shù)值模擬研究23
• 2.4 多相流動磨損數(shù)理模型的建立23-27
• 2.4.1 計算流體力學(xué)方法簡述23-24
• 2.4.2 基本控制函數(shù)24-25
• 2.4.3 主要數(shù)理模型25-27
• 2.5 常用空化模型的選擇27-30
• 2.5.1 Cavitation Model 1 (Kubota and Kato, 1989)28
• 2.5.2 Cavitation Model 2 (Merkle and Feng, et al, 1998)28-29
• 2.5.3 Cavitation Model 3 (Kunz and Boger, et al, 2000)29
• 2.5.4 Cavitation Model 4 (Singhal and Athavale, 2002)29-30
• 2.5.5 Cavitation Model 5 (Schnerr and Sauer, 2001)30
• 2.6 本章小結(jié)30-31
• 第3章 閥門方案設(shè)計和流動磨損分析31-51
• 3.1 引言31
• 3.2 閥門方案設(shè)計31-34
• 3.2.1 角式調(diào)節(jié)閥主要結(jié)構(gòu)介紹31
• 3.2.2 角式調(diào)節(jié)閥主要材料的選擇31-32
• 3.2.3 角式調(diào)節(jié)閥主要結(jié)構(gòu)介紹32-34
• 3.3 閥門流動磨損方法研究34-37
• 3.3.1 角式調(diào)節(jié)閥流動磨損預(yù)測方法研究34
• 3.3.2 角式調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究34
• 3.3.3 技術(shù)特點、關(guān)鍵技術(shù)和關(guān)鍵工藝34-35
• 3.3.4 實施的具體內(nèi)容和技術(shù)路線35-37
• 3.4 閥門流動磨損分析37-48
• 3.4.1 計算模型的建立37-38
• 3.4.2 空化流場數(shù)值計算38-45
• 3.4.3 完成閥門結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計45-48
• 3.5 閥門流動磨損校核驗證48-49
• 3.6 本章小結(jié)49-51
• 第4章 閥門表面硬化工藝試驗驗證51-59
• 4.1 引言51
• 4.2 超音速火焰噴涂51-54
• 4.2.1 超音速火焰噴涂介紹51-52
• 4.2.2 鎳基合金熱噴涂52-54
• 4.3 激光熔覆焊及火焰粉末重融54-58
• 4.3.1 基本信息54-55
• 4.3.2 工藝參數(shù)55-56
• 4.3.3 工藝試驗56-58
• 4.4 本章小結(jié)58-59
• 結(jié)論59-60
• 展望60-61
• 參考文獻(xiàn)61-65
• 致謝65

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1117462