【摘要】：在分析總結(jié)希羅裝置LCV-2203調(diào)節(jié)閥的失效情況基礎上,揭示調(diào)節(jié)閥的主要失效機理為氣蝕；通過分析比較國內(nèi)外防止氣蝕失效的現(xiàn)有技術,結(jié)合本調(diào)節(jié)閥的實際狀況,提出管路壓降優(yōu)化設計的方案設想。利用CFD軟件Fluent,采用k-ε湍流模型和Simplec算法,模擬比較了調(diào)節(jié)閥內(nèi)流場在管路壓降優(yōu)化前后的湍流狀況。結(jié)果表明：通過增設迷宮式限流孔板組,分擔調(diào)節(jié)閥30%壓力降后,閥內(nèi)湍流氣蝕程度可大大降低,從而延長其使用壽命,提高經(jīng)濟效益。 進一步,按設想的迷宮式限流孔板組,利用ANSYS軟件進行有限元分析設計。用Fluent軟件計算出孔板組內(nèi)流場的邊界壓力分布,并轉(zhuǎn)化為孔板組的內(nèi)壓載荷,進而在ANSYS環(huán)境下采用適合于曲面邊界的20節(jié)點三維等參元,對孔板組進行變形和應力的有限元模擬及強度評定；在初始設計方案基礎上對壁厚、板厚、開口度和板間距等幾何參數(shù)作出優(yōu)化調(diào)整和反復計算,最終獲得既經(jīng)濟又安全的設計方案,并確定孔板組合理的焊接工序。 計算中成功實現(xiàn)了流體與結(jié)構(gòu)兩種不同軟件和計算模型之間壓力載荷的無縫連接。本文分析方法對各類復雜輸液通道的優(yōu)化與延壽設計均有參考價值。
[Abstract]:On the basis of analyzing and summarizing the failure situation of LCV-2203 control valve in Xiro plant, it is revealed that the main failure mechanism of the control valve is cavitation. By analyzing and comparing the existing technologies of preventing cavitation failure at home and abroad and combining with the actual situation of the regulating valve, this paper puts forward the scheme of optimal design of pipeline pressure drop. Using CFD software Fluent, k- 蔚 turbulence model and Simplec algorithm are used to simulate and compare the turbulent flow in the regulating valve before and after the pipeline pressure drop optimization. The results show that by adding labyrinth orifice plate and sharing 30% pressure drop of regulating valve, the degree of turbulent cavitation erosion in the valve can be greatly reduced, thus prolonging its service life and increasing economic benefit. Furthermore, the finite element analysis design of the labyrinth orifice plate is carried out by ANSYS software. The boundary pressure distribution of the flow field in the hole plate group is calculated by using Fluent software, which is transformed into the internal pressure load of the hole plate group, and then the 20-node isoparametric element suitable for the curved surface boundary is adopted in ANSYS environment. Finite element simulation of deformation and stress and strength evaluation of the hole plate group are carried out. On the basis of the initial design scheme, the geometric parameters such as wall thickness, plate thickness, opening degree and plate spacing are optimized and calculated repeatedly. Finally, an economical and safe design scheme is obtained, and the reasonable welding procedure of hole plate group is determined. The seamless connection of pressure load between fluid and structure software and calculation model has been successfully realized. The analysis method has reference value for the optimization and life extension design of various complex infusion channels.
【學位授予單位】：華東理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TH134

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