本文關鍵詞：基于Workbench的全量型安全閥溫度場和流場特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著我國工業(yè)的高速發(fā)展，，機械、石化、冶金、造船、國防、民生等諸多領域?qū)﹄娏μ岢隽似惹行枨�。超臨界和超超臨界火電機組成為我國未來火電機組的主要發(fā)展方向。全量型安全閥作為機組高壓端的安全裝置，依靠介質(zhì)壓力和自身的彈簧力開啟和關閉，具有運行安全、性能可靠、關閉嚴密、排放系數(shù)大、開啟壓力準確、啟閉壓差小、密封性好、調(diào)整方便等特點。傳統(tǒng)的試驗方法難以滿足此類高參數(shù)閥門的技術要求，必須采用仿真分析方法研究閥門的溫度場和流場特性。 首先，分析全量型安全閥的結構特征和工作原理，建立全量型安全閥數(shù)學模型。根據(jù)熱力學、流體力學和熱工理論基本定律分別建立閥體熱傳導、閥體熱應力應變和閥腔介質(zhì)流體域的數(shù)學模型。 其次，建立全量型安全閥閥體的三維裝配模型，基于Workbench軟件中Steady-State Thermal（ANSYS）模塊對全量型安全閥溫度場進行仿真分析。針對全閉、開啟20%、開啟40%、開啟60%、開啟80%和全開時的閥門溫度分布、熱應力應變分布進行深入研究，獲得了全量型安全閥溫度敏感位置的熱力學特性。 再次，建立全量型安全閥閥腔的三維流道1/2模型，基于Workbench軟件中Fluid Flow（CFX）模塊對全量型安全閥流場進行仿真分析。針對全閉、開啟20%、開啟40%、開啟60%、開啟80%和全開時的介質(zhì)壓力云圖、流速流線和閥瓣承壓特性進行深入研究，獲得了全量型安全閥閥腔內(nèi)介質(zhì)的流體力學特性。 最后，建立全量型安全閥試驗系統(tǒng)，基于Labview軟件中的閥門組件和虛擬儀器對全量型安全閥溫度、應變、介質(zhì)壓力進行測量，并將仿真結果與實驗結果進行對比分析，對仿真分析的結果正確性進行驗證，最終給出全量型安全閥溫度場和流場特性，為全量型安全閥的結構創(chuàng)新、故障診斷提供理論依托。
【關鍵詞】：全量型安全閥 溫度場 流場 仿真分析
【學位授予單位】：哈爾濱理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TH134
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 課題來源及研究的目的和意義10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 安全閥研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 熱力學分析研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.3 流體動力學分析研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 本課題的主要研究內(nèi)容14-15
• 第2章 全量型安全閥溫度場和流場的數(shù)學模型15-27
• 2.1 全量型安全閥的結構和工作原理15-16
• 2.2 安全閥熱力學特性的數(shù)學模型16-19
• 2.2.1 熱傳導的數(shù)學模型16-17
• 2.2.2 對流換熱的數(shù)學模型17-19
• 2.3 安全閥熱應力應變的數(shù)學模型19-20
• 2.3.1 熱應力的數(shù)學模型19-20
• 2.3.2 熱應變的數(shù)學模型20
• 2.4 安全閥流體動力學特性的數(shù)學模型20-25
• 2.4.1 流體動力學控制方程21-24
• 2.4.2 流體力學計算的邊界條件24-25
• 2.4.3 安全閥模型的幾點假設25
• 2.5 安全閥的工藝計算25-26
• 2.5.1 泄放截面積計算25
• 2.5.2 介質(zhì)對彈簧的作用力25-26
• 2.5.3 排放量的計算26
• 2.5.4 閥瓣運動方程26
• 2.6 本章小結26-27
• 第3章 全量型安全閥溫度場和流場的仿真分析27-46
• 3.1 仿真軟件簡介27-29
• 3.2 建立三維模型29-31
• 3.3 設置材料屬性31-32
• 3.4 全量型安全閥穩(wěn)態(tài)溫度場仿真分析32-38
• 3.4.1 穩(wěn)態(tài)溫度場分析的網(wǎng)格劃分32-33
• 3.4.2 穩(wěn)態(tài)溫度場分析的邊界條件33-34
• 3.4.3 穩(wěn)態(tài)溫度場仿真分析的結果34-38
• 3.5 全量型安全閥流場仿真分析38-45
• 3.5.1 流場仿真分析的前處理38-39
• 3.5.2 流場仿真分析的求解器設置39
• 3.5.3 流場仿真分析的后處理39-42
• 3.5.4 安全閥閥瓣開啟的動力學分析42-45
• 3.6 本章小結45-46
• 第4章 全量型安全閥試驗研究46-55
• 4.1 全量型安全閥試驗系統(tǒng)46-50
• 4.1.1 試驗原理46-50
• 4.1.2 試驗步驟50
• 4.2 試驗系統(tǒng)主要元件50-52
• 4.3 試驗結果與分析52-54
• 4.3.1 全量型安全閥試驗結果52-54
• 4.3.2 試驗與仿真結果比較分析54
• 4.4 本章小結54-55
• 結論55-56
• 參考文獻56-60
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文60-61
• 致謝61

【參考文獻】

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本文編號：345018