基于CFD调节阀内部流场数值模拟研究与结构优化

发布时间：2017-03-29 20:00

  本文关键词：基于CFD调节阀内部流场数值模拟研究与结构优化，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：过程工业生产中广泛的存在着气液两相流现象。作为一种执行机构,调节阀是过程工业控制系统中不可或缺的工作元件。当调节阀中有流体通过节流元件时,阀门内流道便可能发生两相流现象,使得阀体内部的流动与传热参数产生改变,进而对设备的性能造成影响。在比较恶劣的工况下,阀门内流道的两相流会对阀门部件造成冲蚀破坏。本文主要对苏州德兰能源科技有限公司设计生产的型号为SY4500系列的气动Y型疏水阀内部流场进行了数值模拟,研究分析了蒸汽中夹带少量液滴的两相流工况对该类型疏水阀产生的冲蚀破坏。基于CFD软件具体模拟分析了阀门在全开度下所受到的冲蚀破坏情况,验证了阀门受冲蚀破坏的位置。最后,针对该类型疏水阀的冲蚀破坏情况,对阀门的结构进行了优化,分别采用节流套式、阀芯套筒式以及迷宫盘片式优化结构,结果表明,当工况相同时,几种优化结构均有着较为明显节流降压效果,都能够大幅降低阀门内液滴最大速度,有效降低阀门冲蚀损伤。此外,阀前节流与阀芯套筒阀门的冲蚀破坏都主要在发生在节流元件,使得密封面得到了较好的保护。
【关键词】：两相流 调节阀 CFD 冲蚀
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH134
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-13
• 1.1 引言9
• 1.2 课题研究背景及意义9-10
• 1.3 国内外研究现状10-12
• 1.4 本文研究的主要内容12
• 1.5 本章小结12-13
• 第2章 CFD相关理论基础及软件简介13-30
• 2.1 调节阀的相关原理及特性13-19
• 2.1.1 调节阀的组成及分类13-16
• 2.1.2 调节阀的工作原理16-19
• 2.2 CFD相关理论基础及软件简介19-29
• 2.2.1 计算流体力学理论基础19-25
• 2.2.2 数值求解方法25-27
• 2.2.3 CFD软件简介与求解过程27-29
• 2.3 本章小结29-30
• 第3章 Y型调节阀内部流场数值模拟30-43
• 3.1 引言30-31
• 3.2 几何模型与网格划分31-35
• 3.2.1 流道模型31-32
• 3.2.2 多相流模型32-34
• 3.2.3 网格划分34-35
• 3.3 数值模拟条件35-39
• 3.3.1 流体域35-36
• 3.3.2 湍流模型36-39
• 3.3.3 边界条件39
• 3.4 模拟结果分析39-42
• 3.4.1 网格无关性39-40
• 3.4.2 阀门冲蚀模拟40-42
• 3.5 本章小结42-43
• 第4章 Y型调节阀结构优化分析43-57
• 4.1 引言43
• 4.2 节流套结构43-48
• 4.3 阀芯套筒结构48-52
• 4.4 迷宫盘片式结构52-55
• 4.5 本章小结55-57
• 第5章 总结与展望57-59
• 5.1 总结57
• 5.2 展望57-59
• 参考文献59-63
• 致谢63-64
• 攻读硕士期间学术成果64

【参考文献】

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本文编号：275266