波纹管式高温流量调节阀热力学特性的研究
发布时间：2021-11-18 21:23
燃料供给的实时精确调节是超燃冲压发动机技术研究的重点,它对提高发动机的效率、改善发动机的工作性能具有重要的意义。由于超燃冲压发动机工作过程中表面温度过高,需要采用主动冷却热防护,即燃料在进入燃烧室之前,首先作为冷却介质经过发动机外表面对发动机进行冷却,此时燃料温度最高可以达到500600℃。因此,燃料流量调节阀在高温状态下的性能对超燃冲压发动机的性能具有重要的影响。为保证发动机的正常工作,提高发动机的工作性能,本文对波纹管式高温流量调节阀进行研究。波纹管式高温流量调节阀利用波纹管良好的密封性使先导控制系统和被控燃料供给系统分离,其锥阀结构可以在高温下仍具有很好的流量调节特性。为了明确高温工作环境对波纹管式流量调节阀的影响,本文对该调节阀的热力学特性进行了研究,建立了流量调节阀内部热传导以及热应力应变的数学模型,同时研究了调节阀热力学特性的有限元数值计算方法。采用有限元软件对高温流量调节阀建模,分析在不同材料和不同工况时高温流量调节阀的热力学特性,进而研究了调节阀的稳态温度场、瞬态温度场、热应力以及热应变的分布,同时结合试验测试调节阀的温度,验证仿真计算结果。最终得...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
超燃冲压发动机工作原理图
1 阀体 2 阀芯 3 波纹管 4 支架 5 密封圈 6 阀盖图 2-1 波纹管式高温流量调节阀的结构图体上的两个通口分别为高温燃料的入口和出口，阀盖上的通口波纹管两端分别与支架、阀芯焊接在一起，结构简单紧凑且不壁呈波纹状起伏不平，刚度小，轴向受力后可产生明显的压动阀芯左右移动，控制阀口的开口量从而达到调节燃料流量芯限位的作用，防止高压燃料作用下波纹管产生较大的轴向支架上的导向孔能保证阀芯的对中性，防止阀芯发生侧偏。支架和阀体、阀盖之间安装有石墨材料制成的高温密封圈防止管式高温流量调节阀工作原理如图 2-2 所示。调节阀在工作由控制气体压力决定，控制气体由伺服阀控制输入，调节阀测试其位移大小，组成位移反馈反过来控制伺服阀工作。原阀高温燃料入口，B 为调节阀高温燃料出口，C 为控制气源U 为电压信号，Um为位移传感器输出的电压信号，Ux为阀Upc为伺服阀控制信号。输入一定的阀芯开度控制信号，调
法方法计算对流传热时，对固体和流通过在固体和流体分界面上的反复定壁面的边界条件（定温、绝热等，流体和固体内壁的分界面实际是完全重合的面来处理，一个为属于面 Γb，热流耦合方法的关键是将流态联系在一起。热流耦合方法的具合面的初始温度分布，由此求解流况与 Γa面的热流密度；热流赋给 Γb面；部的导热方程，得出 Γb面的温度步骤 1，如此反复迭代计算，直至
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于热-结构耦合的高炉无钟炉顶阀箱结构优化设计[J]. 赵利华,张开林,张红军. 机械设计与制造. 2008(08)
[2]基于FEMLAB的钻井过程中流固热耦合响应分析[J]. 盛金昌,廖秋林,刘继山,速宝玉. 工程力学. 2008(02)
[3]高压燃气涡轮径向内冷叶片气热耦合的数值分析[J]. 董平,黄洪雁,冯国泰. 航空动力学报. 2008(02)
[4]采用热-流耦合方法对气冷涡轮叶片换热的计算[J]. 刘振侠,张丽芬. 西北工业大学学报. 2007(02)
[5]温度场和温度应力的有限元分析[J]. 彭静美,于连顺. 山西建筑. 2007(07)
[6]非稳态导热温度场及热应力的有限元计算[J]. 司马俊华,张世联. 船舶力学. 2006(04)
[7]长期时效对低膨胀高温合金GH783组织与性能的影响[J]. 贾新云,赵宇新. 航空材料学报. 2006(04)
[8]吸热型碳氢燃料的研究进展[J]. 贺芳,禹天福,李亚裕. 导弹与航天运载技术. 2005(01)
[9]基于多场耦合的车门铰链凸焊过程有限元仿真[J]. 朱文峰,林忠钦,来新民,罗爱辉. 焊接学报. 2005(01)
[10]液压锥阀的数值模拟[J]. 付文智,李明哲,李东平,孙刚,金昕. 机床与液压. 2004(02)
博士论文
[1]电阻点焊电极热流耦合分析与对流换热特性研究[D]. 罗爱辉.上海交通大学 2007
硕士论文
[1]比例式气液两相高温燃料流量调节阀的研究[D]. 姜北.哈尔滨工业大学 2008
[2]高温气态燃料流量调节阀的多场耦合热力学特性研究[D]. 李永红.哈尔滨工业大学 2008
[3]比例式高温气态燃料流量调节阀的研究[D]. 陈奇.哈尔滨工业大学 2007
[4]高温流量调节阀热力学特性的研究[D]. 臧增为.哈尔滨工业大学 2007
[5]高超声速飞行器总体概念研究[D]. 徐勇勤.西北工业大学 2005
本文编号：3503634
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
超燃冲压发动机工作原理图
1 阀体 2 阀芯 3 波纹管 4 支架 5 密封圈 6 阀盖图 2-1 波纹管式高温流量调节阀的结构图体上的两个通口分别为高温燃料的入口和出口，阀盖上的通口波纹管两端分别与支架、阀芯焊接在一起，结构简单紧凑且不壁呈波纹状起伏不平，刚度小，轴向受力后可产生明显的压动阀芯左右移动，控制阀口的开口量从而达到调节燃料流量芯限位的作用，防止高压燃料作用下波纹管产生较大的轴向支架上的导向孔能保证阀芯的对中性，防止阀芯发生侧偏。支架和阀体、阀盖之间安装有石墨材料制成的高温密封圈防止管式高温流量调节阀工作原理如图 2-2 所示。调节阀在工作由控制气体压力决定，控制气体由伺服阀控制输入，调节阀测试其位移大小，组成位移反馈反过来控制伺服阀工作。原阀高温燃料入口，B 为调节阀高温燃料出口，C 为控制气源U 为电压信号，Um为位移传感器输出的电压信号，Ux为阀Upc为伺服阀控制信号。输入一定的阀芯开度控制信号，调
法方法计算对流传热时，对固体和流通过在固体和流体分界面上的反复定壁面的边界条件（定温、绝热等，流体和固体内壁的分界面实际是完全重合的面来处理，一个为属于面 Γb，热流耦合方法的关键是将流态联系在一起。热流耦合方法的具合面的初始温度分布，由此求解流况与 Γa面的热流密度；热流赋给 Γb面；部的导热方程，得出 Γb面的温度步骤 1，如此反复迭代计算，直至
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于热-结构耦合的高炉无钟炉顶阀箱结构优化设计[J]. 赵利华,张开林,张红军. 机械设计与制造. 2008(08)
[2]基于FEMLAB的钻井过程中流固热耦合响应分析[J]. 盛金昌,廖秋林,刘继山,速宝玉. 工程力学. 2008(02)
[3]高压燃气涡轮径向内冷叶片气热耦合的数值分析[J]. 董平,黄洪雁,冯国泰. 航空动力学报. 2008(02)
[4]采用热-流耦合方法对气冷涡轮叶片换热的计算[J]. 刘振侠,张丽芬. 西北工业大学学报. 2007(02)
[5]温度场和温度应力的有限元分析[J]. 彭静美,于连顺. 山西建筑. 2007(07)
[6]非稳态导热温度场及热应力的有限元计算[J]. 司马俊华,张世联. 船舶力学. 2006(04)
[7]长期时效对低膨胀高温合金GH783组织与性能的影响[J]. 贾新云,赵宇新. 航空材料学报. 2006(04)
[8]吸热型碳氢燃料的研究进展[J]. 贺芳,禹天福,李亚裕. 导弹与航天运载技术. 2005(01)
[9]基于多场耦合的车门铰链凸焊过程有限元仿真[J]. 朱文峰,林忠钦,来新民,罗爱辉. 焊接学报. 2005(01)
[10]液压锥阀的数值模拟[J]. 付文智,李明哲,李东平,孙刚,金昕. 机床与液压. 2004(02)
博士论文
[1]电阻点焊电极热流耦合分析与对流换热特性研究[D]. 罗爱辉.上海交通大学 2007
硕士论文
[1]比例式气液两相高温燃料流量调节阀的研究[D]. 姜北.哈尔滨工业大学 2008
[2]高温气态燃料流量调节阀的多场耦合热力学特性研究[D]. 李永红.哈尔滨工业大学 2008
[3]比例式高温气态燃料流量调节阀的研究[D]. 陈奇.哈尔滨工业大学 2007
[4]高温流量调节阀热力学特性的研究[D]. 臧增为.哈尔滨工业大学 2007
[5]高超声速飞行器总体概念研究[D]. 徐勇勤.西北工业大学 2005
本文编号：3503634
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