智能液控蝶阀与其电液执行器匹配优化研究

发布时间：2017-07-01 10:05

  本文关键词：智能液控蝶阀与其电液执行器匹配优化研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：阀门是一种管路附件,它是用来改变管路断面和介质流动方向,控制输送介质压力、流量、温度的一种装置。在阀门的大家族中,具有结构简单、高度低、自重轻、启闭迅速、能做成大通径等优点的蝶阀是其中最重要的一种。同时做为蝶阀配套的阀门智能型执行器,其性能参数匹配的好坏也尤为重要。目前很多执行器设计与蝶阀的匹配不合理,执行器设计过于保守,设计参数与阀门性能不匹配,在参数优化方面还有很多的不足和欠缺。提高阀门的工作效率,执行器参数选择很重要。本课题通过对某大通径双偏心蝶阀及其电液执行器的Solidworks三维建模和ANSYS有限元法流固耦合分析,得到双偏心蝶阀的流阻系数的规律,验证其阀杆所受最大扭矩时的开启角度,进而优化电液执行器参数,最后通过对执行器的执行机构校核,确保其工作的安全性和可靠性,为该双偏心蝶阀及其电液执行器的设计提供一定的理论参考,同时也为我国的阀门及执行器相关行业做一定贡献。研究结果表明,该双偏心蝶阀的流阻系数随着阀门的开度越来越小而逐渐增大,且变化的速率越大;蝶阀阀杆在阀板与水平夹角为57.5°时,所受扭矩最大;在其两侧附近,所受扭矩大幅减小,低于55°和高于60°时,减小的幅度趋于平缓。
【关键词】：双偏心蝶阀 流固耦合 流阻系数 电液执行器 扭矩
【学位授予单位】：辽宁科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH134
【目录】：

• 中文摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 1. 绪论9-24
• 1.1 课题研究背景及概况9-10
• 1.2 选择蝶阀研究的意义10-14
• 1.2.1 蝶阀的历史与应用10
• 1.2.2 蝶阀的传统设计与计算优化设计10
• 1.2.3 蝶阀的结构与性能特点10-12
• 1.2.4 大型蝶阀主要采用双偏心结构12-14
• 1.3 流体理论14-17
• 1.3.1 流体知识概述14
• 1.3.2 湍流模型求解方法14-15
• 1.3.3 流体力学方程15-17
• 1.3.4 流固耦合模型分析17
• 1.4 电液执行器介绍17-21
• 1.4.1 电液执行器的优势简介17-20
• 1.4.2 电液执行器的发展趋势20-21
• 1.4.3 电液执行器的研究方法21
• 1.5 课题研究的流程安排21-23
• 1.6 本章小结23-24
• 2. DN3600mm双偏心蝶阀的建模仿真及耦合计算24-37
• 2.1 用Solidworks三维软件建立模型24-25
• 2.1.1 Solidworks软件简介24
• 2.1.2 Solidworks三维建模24-25
• 2.2 用ANSYS有限元法模拟仿真分析25-36
• 2.2.1 ANSYS软件简介25-27
• 2.2.2 ANSYS有限元法的分析原理27
• 2.2.3 ANSYS有限元法的流体模拟分析27-31
• 2.2.4 ANSYS有限元法的流固耦合模拟分析31-32
• 2.2.5 阀板开启其他角度时的压差与扭矩32-36
• 2.3 本章小结36-37
• 3. DN3600mm双偏心蝶阀的数据计算和分析37-44
• 3.1 计算DN3600mm双偏心蝶阀全开状态下的流阻系数37-42
• 3.1.1 流阻系数概述37-39
• 3.1.2 计算蝶阀全开状态下的流阻系数39
• 3.1.3 计算其它角度状态下的流阻系数39-42
• 3.2 计算比较不同开度下阀杆所受的最大扭矩42-43
• 3.3 本章小结43-44
• 4. 电液执行器的优化与校核44-53
• 4.1 电液执行器的基本结构44-46
• 4.1.1 控制机构介绍45
• 4.1.2 机械执行机构介绍45-46
• 4.2 电液执行器执行机构中拨叉结构的校核46-48
• 4.2.1 拨叉受力位置的确定46-47
• 4.2.2 拨叉的材料属性47
• 4.2.3 拨叉强度的有限元校核47-48
• 4.3 电液执行器执行机构中滑动结构的校核48-51
• 4.3.1 滑动结构的参数建模48-49
• 4.3.2 滑动结构的材料属性49-50
• 4.3.3 滑动结构的有限元校核50-51
• 4.4 电液执行器机械执行机构设计总结及相关设计注意事项51-52
• 4.5 本章小结52-53
• 5. 结论53-54
• 参考文献54-56
• 致谢56-57
• 作者简介57-58

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本文编号：505457