斜置双瓣新型节能止回阀的研究

发布时间：2017-04-30 07:02

  本文关键词：斜置双瓣新型节能止回阀的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：阀门是管道系统中至关重要的组成部分之一,国内外对于止回阀的研究最初也集中在结构改进及新型阀门设计方面。虽然止回阀在管道系统中的作用不可替代,但是一直以来诸如旋启式、升降式及蝶式等结构的止回阀均存在流阻系数较大、开启角度较小、能耗高及撞击严重等问题,这严重影响了整个管道系统的性能,也不符合国家节能政策的要求。在这种现状下,设计一种流阻系数更小、开度更大、性能更优的应用于管道上的新型止回阀就显得至关重要。对旋启式、升降式及蝶式止回阀的特性及阀瓣结构作了对比分析,总结得到普通止回阀存在的缺陷;根据止回阀设计规范,设计了DN=mm50的新型斜置双瓣止回阀,阀瓣采用倾斜20°布置的双瓣结构,按照拟定的止回阀设计方案,绘制了三维模型图及二维结构图,对阀瓣及其相关部件结构作了分析,并详细分析了止回阀的启闭过程及阀瓣受力情况。以斜置双瓣止回阀为研究对象,阐述了数值模拟基础理论,介绍了湍流模型理论,对止回阀三维模型作了简化,采用Fluent软件对新型止回阀在开启30°、50°、70°、80°及88°(全开)等5个工况下的内部流动特性进行数值模拟分析,获得了每个工况下的压力云图、湍动能图、速度云图及速度矢量图,并计算了5个工况下的压力损失值,绘制了止回阀压力损失特性图,计算出了止回阀流阻系数及流量系数。制作了斜置双瓣止回阀模型,为了进行流阻及流量特性试验,拟定了试验内容、试验步骤及试验方法等,建立试验系统,确定了数据测量方法,对试验系统作了误差分析。对止回阀在20°、30°、40°、50°、60°、70°、80°及88°(全开)等8个工况下进行了试验,获得了8个工况下止回阀进出口两端的水头损失值及流量数据,计算了每个工况下的压力损失值、流阻系数及流量系数,绘制了止回阀流阻系数—流量系数特性图,试验结果与模拟结果较为接近。研究结果表明:斜置双瓣止回阀具有流阻系数小、流量系数大、通流能力更好及能耗低等优点,为以后止回阀的设计及研究提供了参考。
【关键词】：止回阀 阀瓣 数值模拟 压力损失 试验系统 流阻系数 流量系数
【学位授予单位】：长沙理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH134
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 课题的来源及意义10
• 1.2 止回阀的研究现状10-14
• 1.2.1 国内研究现状10-13
• 1.2.2 国外研究现状13-14
• 1.3 课题的提出14-15
• 1.3.1 研究内容14-15
• 1.3.2 研究方法15
• 1.3.3 主要创新点15
• 1.4 课题的可行性分析15-16
• 1.5 本章小结16-18
• 第二章 止回阀结构对比分析18-26
• 2.1 止回阀结构及特性分析18
• 2.2 三类止回阀的结构分析18-25
• 2.2.1 旋启式止回阀18-20
• 2.2.2 升降式止回阀20-23
• 2.2.3 蝶式止回阀23-24
• 2.2.4 止回阀特点对比分析24-25
• 2.3 本章小结25-26
• 第三章 斜置双瓣止回阀的设计与结构分析26-38
• 3.1 设计方案26-27
• 3.2 止回阀总体结构27-28
• 3.3 止回阀零部件尺寸计算过程28-32
• 3.4 阀瓣及相关部件结构32-34
• 3.5 止回阀阀瓣的启闭过程34-35
• 3.6 本章小结35-38
• 第四章 止回阀内部流动数值模拟38-50
• 4.1 数值模拟理论分析38-40
• 4.1.1 流体动力学方程38-40
• 4.1.2 湍流模型理论40
• 4.2 三维模型的创建与网格划分40-42
• 4.2.1 三维模型的建立41
• 4.2.2 网格的划分41-42
• 4.3 计算模型及边界条件42-43
• 4.4 数值计算结果及分析43-49
• 4.5 本章小结49-50
• 第五章 斜置双瓣止回阀试验验证50-62
• 5.1 试验内容50
• 5.2 阀门试验标准及试验常用术语50
• 5.3 压力损失特性试验及流量特性试验50-52
• 5.3.1 试验系统51
• 5.3.2 试验步骤51-52
• 5.3.3 试验结果计算方法52
• 5.3.4 测量误差分析52
• 5.4 试验方法52-53
• 5.5 试验系统误差分析53-54
• 5.5.1 试验台仪器精度分析53
• 5.5.2 误差分析53
• 5.5.3 误差计算53-54
• 5.6 试验结果及数据分析54-59
• 5.7 模拟结果与试验结果对比分析59-60
• 5.8 本章小结60-62
• 结论与展望62-64
• 1 结论62-63
• 2 展望63-64
• 参考文献64-68
• 致谢68-69
• 附录A69

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