【摘要】：本文是在科技部科技人員服務(wù)企業(yè)項(xiàng)目“高溫高壓倒吊桶先導(dǎo)超大排量蒸汽疏水閥研究開發(fā)”（編號(hào)：2009GJG10005）的資助下完成的。蒸汽疏水閥作為一種自力式控制類閥門，在蒸汽加熱設(shè)備和蒸汽管網(wǎng)中廣泛應(yīng)用。隨著科技的發(fā)展，工業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大，工業(yè)生產(chǎn)呈現(xiàn)大容量、高參數(shù)、高效低耗的趨勢(shì)，對(duì)工作壓力和溫度要求愈來(lái)愈高，對(duì)排量要求愈來(lái)愈大。但在高溫高壓工況下，先導(dǎo)式蒸汽疏水閥流體誘導(dǎo)振動(dòng)問題突出，進(jìn)而誘發(fā)管路系統(tǒng)的劇烈振動(dòng)，造成閥門部件磨損、閥桿斷裂的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響設(shè)備的安全和壽命以及操作人員的身心健康。針對(duì)這一狀況，以蘭州理工大學(xué)和甘肅紅峰機(jī)械有限責(zé)任公司聯(lián)合研發(fā)的高溫高壓倒吊桶先導(dǎo)式蒸汽疏水閥為研究對(duì)象，進(jìn)行了以下一系列的研究，為設(shè)計(jì)具有消聲減振且性能優(yōu)良的先導(dǎo)式蒸汽疏水閥提供參考。 (1)研究了流體誘導(dǎo)振動(dòng)的機(jī)理，分析了先導(dǎo)式蒸汽疏水閥的振動(dòng)誘因，并針對(duì)不同的振動(dòng)機(jī)理提出了振動(dòng)預(yù)防措施。介紹了研發(fā)的高溫高壓倒吊桶先導(dǎo)式蒸汽疏水閥的總體結(jié)構(gòu)及工作原理，并在閥內(nèi)有限的空間內(nèi)設(shè)計(jì)了等百分比流量調(diào)節(jié)套筒和兩級(jí)節(jié)流罩，以減小閥門噪聲及流體對(duì)閥座、閥芯密封面的沖刷破壞，防止空化現(xiàn)象的發(fā)生，抑制閥門及管路系統(tǒng)的振動(dòng)。 (2)通過對(duì)高溫高壓倒吊桶先導(dǎo)式蒸汽疏水閥臨界啟閉狀態(tài)下的受力分析，建立了其靜態(tài)數(shù)學(xué)模型，由此確定了疏水閥啟閉時(shí)所需的彈簧力范圍�；趧�(dòng)力學(xué)原理，建立了該先導(dǎo)式疏水閥的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型，得出了閥門的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)閥的動(dòng)態(tài)性能的影響，為今后先導(dǎo)式蒸汽疏水閥穩(wěn)定性的進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)做鋪墊。 (3)采用Solidworks軟件對(duì)閥腔流道進(jìn)行三維建模，應(yīng)用CFD軟件Fluent對(duì)閥內(nèi)流動(dòng)進(jìn)行三維湍流數(shù)值模擬計(jì)算。獲得了閥內(nèi)的速度、壓力、速度矢量在各個(gè)截面上的分布以及不同開度下疏水閥出口速度曲線。對(duì)比分析了閥內(nèi)加流量調(diào)節(jié)套筒與不加流量調(diào)節(jié)套筒時(shí)，疏水閥的流量調(diào)節(jié)特性和出口速度變化情況，，以及加節(jié)流罩（消聲器）與不加節(jié)流罩時(shí)，閥內(nèi)壓力場(chǎng)、速度場(chǎng)、速度矢量場(chǎng)的變化規(guī)律。 (4)利用有限元軟件ANSYS/Workbench對(duì)閥芯進(jìn)行模態(tài)分析，探討了考慮流固耦合和彈簧力的預(yù)應(yīng)力、不同細(xì)長(zhǎng)比及不同約束對(duì)閥芯模態(tài)頻率及振型的影響。
【圖文】：

所示，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)如表2.1所示

閥內(nèi)流道三維實(shí)體模型圖
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TH134

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本文編號(hào)：2587454