【摘要】：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,人們對(duì)水資源的需求日益增加,水資源供需矛盾日益加劇,大力推進(jìn)灌溉管網(wǎng)規(guī)�；詼p少農(nóng)業(yè)用水過(guò)程中不必要的損失成為農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的必然趨勢(shì)。但由于規(guī)模化灌溉管網(wǎng)灌溉距離長(zhǎng),管線起伏變化大等特點(diǎn),氣體易積存于管道內(nèi),常因排氣不暢而產(chǎn)生嚴(yán)重的爆管現(xiàn)象。進(jìn)排氣閥是灌溉工程中最為常見(jiàn)的安全調(diào)控設(shè)備。但其在氣液相間工況下,受閥內(nèi)氣托力的影響很難做到連續(xù)排氣,因此研制出一種能夠?qū)崿F(xiàn)在任何工況下自動(dòng)連續(xù)排氣,且安全、可靠、適用范圍廣、排氣性能強(qiáng)的進(jìn)排氣設(shè)備,并研明其排氣性能和排氣過(guò)程中閥門內(nèi)部氣體流動(dòng)情況,為規(guī)�；喔裙芫W(wǎng)的安全運(yùn)行提供理論支撐和技術(shù)支持�；谝陨险J(rèn)識(shí),本研究的主要內(nèi)容及結(jié)果如下:(1)概述了常見(jiàn)進(jìn)排氣閥的種類、工作原理和結(jié)構(gòu)特征,總結(jié)了各類進(jìn)排氣閥的優(yōu)缺點(diǎn),為實(shí)際工程中進(jìn)排氣閥的選擇提供了依據(jù);(2)在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上,指出了現(xiàn)有進(jìn)排氣閥在氣液相間工況下,無(wú)法連續(xù)排氣的問(wèn)題,利用配壓原理,設(shè)計(jì)出了兩種新型管道灌溉進(jìn)排氣設(shè)備,即單腔一體式新型進(jìn)排氣閥和雙腔外聯(lián)式新型進(jìn)排氣閥,并通過(guò)制作原理樣機(jī)的形式對(duì)新型進(jìn)排氣閥的導(dǎo)閥樣機(jī)進(jìn)行了原理試驗(yàn),驗(yàn)證了設(shè)計(jì)原理中配壓機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)進(jìn)排氣閥實(shí)現(xiàn)氣液相間工況連續(xù)排氣的可能性;(3)以DN50尺寸雙腔外聯(lián)式新型進(jìn)排氣閥為例,利用三維造型GAMBIT軟件和流體計(jì)算ANSYSCFX軟件,對(duì)閥瓣開度為0.2cm、0.4cm、0.8cm、1.2cm時(shí)不同排氣量條件下新型進(jìn)排氣閥主閥腔體內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬,并根據(jù)模擬計(jì)算結(jié)果繪制了各閥瓣開度狀況下排氣量-壓差關(guān)系曲線;通過(guò)提取內(nèi)部區(qū)域重要剪切面的相關(guān)壓強(qiáng)分布云圖、速度分布云圖、氣流流線圖等信息,直接展現(xiàn)了閥體內(nèi)部氣流的走向,描述了壓強(qiáng)與氣流流速的分布情況;并通過(guò)不同工況下主閥腔體內(nèi)部重要剪切面的對(duì)比分析,探明了閥瓣開度和進(jìn)出口壓差對(duì)主閥腔內(nèi)內(nèi)部氣流流態(tài)以及閥門排氣量的影響;(4)通過(guò)建立進(jìn)排氣閥排氣性能試驗(yàn)平臺(tái)對(duì)閥瓣開度為0.4cm、0.8cm、1.2cm時(shí)不同進(jìn)出口壓差條件工況下的進(jìn)排氣閥排氣量進(jìn)行了物理試驗(yàn)研究,擬合同一開度不同壓差工況的試驗(yàn)結(jié)果,建立了各閥瓣開度狀況下排氣量-壓差關(guān)系函數(shù);并利用該擬合函數(shù)計(jì)算數(shù)值模擬假定的各壓差條件下的排氣量數(shù)值,將取得的實(shí)際排氣量數(shù)值與數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,誤差在0.08～6.43%之間,驗(yàn)證了進(jìn)排氣閥數(shù)模分析方法的可行性和仿真模型的準(zhǔn)確性。(5)試驗(yàn)結(jié)果顯示:當(dāng)壓差為0.035MPa時(shí),DN50雙腔外聯(lián)式進(jìn)排氣閥排氣量為852.95m3/h,高于規(guī)范規(guī)定的該工況下進(jìn)排氣閥應(yīng)達(dá)到排氣量(670m3/h)27.31%;當(dāng)壓差為0.07MPa時(shí),該進(jìn)排氣閥排氣量為1314.45m3/h,高于規(guī)范規(guī)定的該工況下進(jìn)排氣閥應(yīng)達(dá)到排氣量(1080m3/h)21.71%。證明了新型進(jìn)排氣閥排氣性能滿足設(shè)計(jì)要求。
【圖文】：

５ＢＳＥ0ｃｃａｃ￥�。椋蓿掊义侠祝卞义蠄D２－１高壓微量進(jìn)排氣閥結(jié)構(gòu)示意圖邋圖２－２低壓高速進(jìn)排氣閥結(jié)構(gòu)示意圖逡逑（２）低壓高速進(jìn)排氣閥逡逑工作原理：該類進(jìn)排氣閥是在管線處于低壓運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)大量進(jìn)排氣的進(jìn)排氣逡逑裝置，公稱通徑一般在ＤＮ２５－２００ｍｍ。當(dāng)管路系統(tǒng)首次運(yùn)行充水時(shí)，該類進(jìn)排氣閥的大排逡逑口將完全開啟大量排氣直至將管道內(nèi)氣體完全排出，隨后，水進(jìn)入閥體內(nèi)部，水的浮力推逡逑動(dòng)浮球浮起，關(guān)閉閥門。在管路泄水或檢修等情況管道突然產(chǎn)生負(fù)壓時(shí)，該類進(jìn)排氣閥的逡逑浮球會(huì)隨即落下，開啟進(jìn)排氣口，利用閥體內(nèi)部與大氣壓差吸入空氣，消除管路系統(tǒng)負(fù)壓。逡逑此類進(jìn)排氣閥只有當(dāng)管線中的壓力處于低壓狀態(tài)時(shí)才會(huì)工作，當(dāng)系統(tǒng)壓力恢復(fù)正常，閥門逡逑便會(huì)關(guān)閉。該類進(jìn)排氣閥的進(jìn)排口面積較大，浮球在工作時(shí)受自身重力、水的浮力和閥體逡逑內(nèi)外壓差等力的作用。系統(tǒng)剛開始充水時(shí)

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【學(xué)位授予單位】：揚(yáng)州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S277.9

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本文編號(hào)：2661118