調(diào)壓閥是中低水頭水電站長距離引水系統(tǒng)中不可或缺的調(diào)壓設(shè)備,在工程中常使用TFW型調(diào)壓閥代替調(diào)壓井對(duì)管道進(jìn)行減壓。在水電站運(yùn)行過程中,不可避免會(huì)遇到機(jī)組突甩負(fù)荷的情況,隨之而來的就會(huì)導(dǎo)致管道中壓力升高,此時(shí)即通過調(diào)壓閥對(duì)管道進(jìn)行泄壓,所以整個(gè)引水系統(tǒng)的壓力調(diào)控效果將由調(diào)壓閥的性能決定。隨著水電站調(diào)壓閥的使用頻率越來越高,對(duì)于它的使用要求相對(duì)也越來越嚴(yán)格。所以本文借助ANSYS/CFX、ANSYS/Workbench等軟件,在結(jié)合流體動(dòng)力學(xué)、流固耦合等基礎(chǔ)知識(shí)之上,對(duì)調(diào)壓閥進(jìn)行了內(nèi)流場(chǎng)模擬、流固耦合分析以及壓力脈動(dòng)分析。對(duì)調(diào)壓閥進(jìn)行水力特性分析,不僅在調(diào)壓閥的認(rèn)知上具有重要的理論意義,同時(shí)實(shí)際工程中也具有相應(yīng)的應(yīng)用價(jià)值。本文針對(duì)水電站輸水系統(tǒng)中的TFW型調(diào)壓閥進(jìn)行流場(chǎng)模擬、流固耦合分析及壓力脈動(dòng)分析,主要研究工作如下:(1)根據(jù)中低水頭水電站中采用調(diào)壓閥代替調(diào)壓井的目的,研究了TFW型調(diào)壓閥的設(shè)計(jì)計(jì)算方法,闡述了對(duì)帶有調(diào)壓閥的水電站的調(diào)節(jié)保證計(jì)算過程,所需資料及調(diào)保參數(shù)的確定,從而根據(jù)調(diào)保計(jì)算的結(jié)果確定調(diào)壓閥的基本參數(shù)。同時(shí)還論述了TFW型調(diào)壓閥的結(jié)構(gòu)、工作原理及安裝、運(yùn)行維護(hù)方式。(2)依據(jù)TFW600/130型調(diào)壓閥的CAD二維結(jié)構(gòu),采用UG、CFD等軟件構(gòu)建11種開度下的調(diào)壓閥內(nèi)流道三維計(jì)算模型,再應(yīng)用ANSYS/CFX進(jìn)行數(shù)值模擬分析,得出調(diào)壓閥在10mm、40mm、75mm、150mm開度下的壓力、流線分布云圖,以及得到閥內(nèi)流量、最大壓力、最大速度、最大湍動(dòng)能和最大湍動(dòng)能耗散率隨開度變化的分布規(guī)律。同時(shí)研究了不同工況對(duì)調(diào)壓閥內(nèi)流場(chǎng)特性的影響,考慮不同入口壓力條件下,對(duì)11種開度下的調(diào)壓閥內(nèi)流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬分析,得出不同入口壓力下,調(diào)壓閥不同開度的壓力、流線分布規(guī)律及得到不同壓力下的閥內(nèi)流量、最大速度、最大湍動(dòng)能與最大湍動(dòng)能耗散率隨開度變化的分布規(guī)律。(3)運(yùn)用UG軟件構(gòu)建調(diào)壓閥閥盤的固體模型,并與內(nèi)流體模型耦合構(gòu)成流固耦合模型。對(duì)調(diào)壓閥內(nèi)流道流體及閥盤采用ANSYS/Workbench進(jìn)行流固耦合的模擬分析,得出閥盤的應(yīng)力與變形隨開度變化的分布規(guī)律,同時(shí)還得出了調(diào)壓閥閥盤在不同入口壓力及開度下的變形與應(yīng)力的變化規(guī)律,從而為調(diào)壓閥的安裝、維護(hù)及運(yùn)行提供依據(jù)。(4)構(gòu)建了調(diào)壓閥在4種開度下的內(nèi)流道壓力脈動(dòng)仿真模型,設(shè)置不同的監(jiān)測(cè)點(diǎn),監(jiān)測(cè)研究不同開度下,調(diào)壓閥內(nèi)流道的壓力脈動(dòng)情況,得出調(diào)壓閥內(nèi)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的壓力脈動(dòng)在4種開度下隨時(shí)間變化的規(guī)律。
【學(xué)位單位】：西華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TV734;TV134
【部分圖文】：

（d）總裝圖殼 3、閥盤 4、主軸 5、接力器缸部件 6、進(jìn)水管 7、出水管、圖 2.2 TFW600/130 型調(diào)壓閥結(jié)構(gòu)示意圖.2 Schematic diagram of the TFW600/130 type pressure regulatin（a）實(shí)物圖 （b）三維圖圖 2.3 TFW600/130 調(diào)壓閥實(shí)物圖和三維圖

（d）總裝圖1、閥座 2、閥殼 3、閥盤 4、主軸 5、接力器缸部件 6、進(jìn)水管 7、出水管、8 閥身、9、吊耳圖 2.2 TFW600/130 型調(diào)壓閥結(jié)構(gòu)示意圖Fig.2.2 Schematic diagram of the TFW600/130 type pressure regulating valve

圖 3.1 所示為 CFD 的求解流程圖，流場(chǎng)中的流動(dòng)、傳示。流場(chǎng)瞬態(tài)仿真問題也可以用圖 3.1 來表示，只是將這一個(gè)時(shí)間步長計(jì)算完后還將繼續(xù)循環(huán)此步驟進(jìn)行下一時(shí)
【參考文獻(xiàn)】

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6 包凱;劉清友;;基于workbench流固耦合節(jié)流閥數(shù)值分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與研究;2014年04期

7 楊金有;俞航;劉靜;洪洋;;流固耦合分析分層的腹主動(dòng)脈瘤模型[J];生物醫(yī)學(xué)工程與臨床;2014年04期

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9 劉卓婭;漆文邦;代嬌嬌;邵堃;;調(diào)壓閥在中小型水電站調(diào)壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J];西北水電;2014年01期

10 季斌;羅先武;西道弘;許洪元;;混流式水輪機(jī)渦帶工況下兩級(jí)動(dòng)靜干涉及其壓力脈動(dòng)傳播特性分析[J];水力發(fā)電學(xué)報(bào);2014年01期

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本文編號(hào)：2865957