發(fā)布時間：2017-03-29 17:25

  本文關(guān)鍵詞：安全閥開啟流場參數(shù)的模擬與試驗研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：彈簧全啟式安全閥在系統(tǒng)承受突然超壓時，可以快速開啟，從而及時釋放超壓介質(zhì)，防止關(guān)鍵設(shè)備超壓爆炸，使生產(chǎn)系統(tǒng)重新獲得正常運行條件，因此在事故頻發(fā)的今天倍受重視。安全閥在超壓開啟過程中，泄放流道中流態(tài)變化一直是人們關(guān)注的重點。本文采用ANSYS CFX數(shù)值模擬和現(xiàn)場試驗兩種方法深入研究和探討安全閥開啟過程中內(nèi)部流場參數(shù)的變化規(guī)律，主要研究內(nèi)容有： 1）建立了閥芯和反沖盤的分離模型，利用結(jié)構(gòu)動網(wǎng)格技術(shù)，新的初始條件和開高限位設(shè)置方法，對新模型進(jìn)行數(shù)值模擬。2）采用路徑分析和區(qū)域分解法對不同開啟時刻相同路徑、相同時刻不同路徑的流場參數(shù)曲線進(jìn)行了分析；首次得到了瞬態(tài)開啟過程中安全閥的數(shù)值模擬特性曲線，，并根據(jù)升力和排量的時間變化曲線，得到了升力和排量系數(shù)隨相對開高的變化曲線。3）為了解安全閥的超音速開啟機(jī)理，本文進(jìn)一步研究了調(diào)節(jié)圈位置和罐壓超壓不同對開啟壓力、開高、升力和排量的影響。4）在試驗研究方面，首次使用了位移傳感器，并結(jié)合閥芯傳感器、升力傳感器和檢測法蘭等檢測技術(shù)對安全閥全啟排放過程進(jìn)行多次測試，采集得到了位移、上下閥瓣壓力和升力的試驗曲線。 因此，本文首先對比分析新舊模型模擬結(jié)果的異同，驗證了新模型的可行性。其次，研究發(fā)現(xiàn)，在穩(wěn)定排放階段，安全閥喉部截面氣體仍處于亞音速流態(tài)，并不像噴管理論預(yù)測的那樣整個喉部截面完全進(jìn)入超音速流動；安全閥密封面流道附近和反沖盤出口流道附近存在著強(qiáng)烈的超音速流動。此外，由分析可知，整定壓力對開啟過程升力和排量影響較大，但對穩(wěn)定開高影響不大；除最高調(diào)節(jié)圈Y=+1.0mm位置外，調(diào)節(jié)圈位置越高，穩(wěn)定排放階段各參數(shù)數(shù)值越大；而罐壓超壓越大，穩(wěn)定排放階段各參數(shù)數(shù)值越大。最后，把試驗值與模擬結(jié)果進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)二者非常吻合，驗證了模擬的正確性。
【關(guān)鍵詞】：安全閥 內(nèi)部流場 調(diào)節(jié)圈 罐壓超壓 試驗測試
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TH134
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目錄8-12
• 第一章 緒論12-24
• 1.1 引言12-13
• 1.2 安全閥基礎(chǔ)13-14
• 1.3 國內(nèi)外研究文獻(xiàn)概述14-22
• 1.3.1 安全閥試驗研究14-17
• 1.3.2 安全閥流場模擬17-22
• 1.4 本文的工作22-23
• 本章小結(jié)23-24
• 第二章 安全閥數(shù)值模型24-34
• 2.1 CFX 湍流模型選擇24
• 2.2 新模型建模和結(jié)構(gòu)網(wǎng)格24-28
• 2.2.1 Pro/E 模型簡化24-25
• 2.2.2 ICEM CFD 網(wǎng)格劃分25-26
• 2.2.3 網(wǎng)格劃分26-27
• 2.2.4 網(wǎng)格質(zhì)量檢測27-28
• 2.3 CFX-Pre 定義28-33
• 2.3.1 CEL 語言28-30
• 2.3.2 初始值設(shè)定30-31
• 2.3.3 邊界條件的確定31-32
• 2.3.4 求解器控制32-33
• 本章小結(jié)33-34
• 第三章 新模型可行性分析34-52
• 3.1 開啟流場參數(shù)云圖對比34-39
• 3.1.1 密度云圖34-35
• 3.1.2 馬赫數(shù)云圖35-38
• 3.1.3 壓力云圖38-39
• 3.1.4 流線圖39
• 3.2 開啟動力學(xué)參數(shù)對比39-42
• 3.2.1 位移曲線39-40
• 3.2.2 速度曲線40-41
• 3.2.3 加速度曲線41-42
• 3.3 開啟監(jiān)控點的數(shù)據(jù)對比42-45
• 3.3.1 密度變化對比42-43
• 3.3.2 馬赫數(shù)變化對比43-44
• 3.3.3 壓力變化對比44-45
• 3.4 開啟過程性能參數(shù)對比45-51
• 3.4.1 升力計算45-48
• 3.4.2 排量計算48-51
• 本章小結(jié)51-52
• 第四章 安全閥開啟過程流場參數(shù)模擬結(jié)果分析52-65
• 4.1 開啟流場參數(shù)的路徑分析52-58
• 4.1.1 不同時刻相同路徑流場參數(shù)變化52-54
• 4.1.2 同一時刻不同路徑流場參數(shù)變化54-56
• 4.1.3 穩(wěn)排階段開啟部件流場參數(shù)變化56-58
• 4.2 開啟過程性能參數(shù)分析58-61
• 4.2.1 安全閥特性曲線58
• 4.2.2 升力和升力系數(shù)58-59
• 4.2.3 排量和排量系數(shù)59-61
• 4.3 整定壓力對開啟過程的影響分析61-64
• 4.3.1 不同整定壓力對流場參數(shù)的影響61-62
• 4.3.2 不同整定壓力對開啟高度的影響62
• 4.3.3 不同整定壓力對升力的影響62-63
• 4.3.4 不同整定壓力對排量的影響63-64
• 本章小結(jié)64-65
• 第五章 調(diào)節(jié)圈位置和罐壓超壓影響研究65-76
• 5.1 調(diào)節(jié)圈位置對安全閥開啟流參數(shù)的影響65-72
• 5.1.1 對整個開啟過程的開高和壓力分析65-68
• 5.1.2 對相同開高的升力和排量分析68-70
• 5.1.3 對穩(wěn)定排放階段各參數(shù)分析70-72
• 5.2 不同罐壓對開啟流場參數(shù)的影響72-75
• 5.2.1 對下閥瓣壓力的變化72-73
• 5.2.2 對開啟高度的變化73-74
• 5.2.3 對升力和排量的影響74-75
• 本章小結(jié)75-76
• 第六章 安全閥全啟排放試驗與模擬結(jié)果對比驗證76-86
• 6.1 試驗內(nèi)容76
• 6.2 試驗裝置介紹76-78
• 6.3 安全閥全啟排放試驗準(zhǔn)備78
• 6.3.1 壓力傳感器標(biāo)定78
• 6.3.2 位移傳感器標(biāo)定78
• 6.4 安全閥全啟試驗結(jié)果分析分析和對比78-82
• 6.4.1 位移傳感器數(shù)據(jù)79-80
• 6.4.2 閥芯傳感器數(shù)據(jù)80-81
• 6.4.3 升力傳感器數(shù)據(jù)81-82
• 6.5 穩(wěn)定排放階段調(diào)節(jié)圈的影響對比82-84
• 6.5.1 開高和升力82-83
• 6.5.2 上下閥瓣壓力83-84
• 6.6 穩(wěn)定排放階段罐壓的影響對比84-85
• 6.6.1 開高和升力84-85
• 6.6.2 上下閥瓣壓力85
• 本章小結(jié)85-86
• 結(jié)論與展望86-87
• 結(jié)論86
• 展望86-87
• 參考文獻(xiàn)87-92
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果92-93
• 致謝93-94
• 附件94

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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4 章裕昆;宋銀立;揚英;王軍華;;API標(biāo)準(zhǔn)安全閥的開發(fā)與應(yīng)用[J];閥門;2007年03期

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  本文關(guān)鍵詞：安全閥開啟流場參數(shù)的模擬與試驗研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：275037