灭菌装置先导活塞减压阀特性研究

发布时间：2017-07-06 16:08

  本文关键词：灭菌装置先导活塞减压阀特性研究

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【摘要】：减压阀是通过自身机械部件调节,将进口压力调节至预先设定的出口压力,并依靠介质本身能量,使出口压力自动维持稳定的阀门。它的种类繁多,适用于各种工作介质和工况。医用高温蒸汽灭菌过程中需要蒸汽在121°,0.165PKa条件下维持12min以上才能杀死绝大部分细菌及芽孢。先导活塞减压阀作为蒸汽系统中重要的调控装置,其性能好坏通常决定整个系统能否安全、高效、平稳运行。在理想的情况下,无论减压阀上游压力如何变化,都能为下游提供一个所需恒定的压力。影响减压阀减压效果的因素有很多,最主要的是外部工况环境和内部结构参数这两个影响因子。本研究目的在于研究各因子对减压阀减压效果的影响,并总结规律,找出减压阀在医用蒸汽灭菌装置中的最适工作条件,为日常工作中的蒸汽设备及管路的调试、维护做好理论基础。计算机仿真技术不仅可以预先感知系统性能,缩短设计周期,还可以对所涉及的系统进行整体分析和评估,从而达到优化系统和提高系统稳定性的目的。本文将用AMESim软件建立先导活塞式蒸汽减压阀从气源到负载完整的动态模型,并利用理想气体状态方程、质量守恒定律、流量方程、热力学方程等建立一阶微分数学模型,最终在AMESim平台对所建立的模型进行进一步的特性仿真研究。针对先导活塞式蒸汽减压阀运行过程中会出现的不稳定和容易导致阀门后面的设备发生破坏等问题,通过模拟仿真,得到先导活塞减压阀的特性曲线,通过研究工况参数与结构参数对阀的特性的影响,为先导活塞减压阀国产化研究与开发提供理论依据。根据对实验数据的整理和分析,我们得到减压阀动态特性曲线、静态特性曲线、弹簧刚度影响曲线、阀芯参数影响曲线等一系列特性曲线。针对医院中灭菌装置对蒸汽的特异性需求,优化减压阀各项参数设计,到达完美工作状态。使阀后设备处在最佳灭菌状态,保护设备、人员安全。
【关键词】：先导活塞式蒸汽减压阀 计算机仿真技术 AMESim
【学位授予单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH134
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-21
• 1.1 研究背景及意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-12
• 1.2.1 减压阀研究现状9-10
• 1.2.2 计算机仿真研究现状10-12
• 1.3 减压阀分类及工作原理12-16
• 1.3.1 减压阀分类及工作原理12-13
• 1.3.2 蒸汽减压阀分类及工作原理13-16
• 1.4 本文主要研究内容16-19
• 1.5 本章小结19-21
• 第二章 气动系统建模的理论基础21-32
• 2.1 模型的假设条件21
• 2.2 气体状态方程21-23
• 2.2.1 理想气体状态方程21-22
• 2.2.2 实际气体状态方程22-23
• 2.3 气体流动基本方程组23-24
• 2.3.1 连续性方程23
• 2.3.2 伯努利方程23
• 2.3.3 能量方程23-24
• 2.4 气体的基本特性24-25
• 2.4.1 气体的压缩性24
• 2.4.2 气体的粘性24
• 2.4.3 气体的导热性24-25
• 2.4.4 气体的比热容25
• 2.5 流量方程25-27
• 2.5.1 系统流量方程25-27
• 2.5.2 节流口质量流量方程27
• 2.6 温度与压力方程27-28
• 2.7 机械运动方程28-29
• 2.7.1 先导阀机械运动方程28
• 2.7.2 主阀机械运动微分方程28-29
• 2.8 流通面积的计算29-30
• 2.8.1 主阀流通面积的计算29
• 2.8.2 先导阀流通面积的计算29-30
• 2.9 阀瓣开启高度的计算30-31
• 2.9.1 主阀瓣开启高度30
• 2.9.2 先导阀瓣开启高度30-31
• 2.10 本章小结31-32
• 第三章 先导活塞减压阀工况参数的影响研究32-41
• 3.1 AMESim软件介绍32-34
• 3.2 先导活塞式蒸汽减压阀模型的建立34-35
• 3.3 先导活塞式蒸汽减压阀动静态特性研究35-37
• 3.3.1 静态特性36-37
• 3.3.2 动态特性37
• 3.4 先导活塞式蒸汽减压阀温度与流量特性研究37-39
• 3.5 本章小结39-41
• 第四章 先导活塞式蒸汽减压阀结构参数的影响研究41-52
• 4.1 弹簧刚度对减压阀的影响41-43
• 4.2 阀芯对减压阀的影响43-48
• 4.2.1 阀芯半锥角对减压阀的影响43-44
• 4.2.2 阀芯直径对减压阀的影响44-45
• 4.2.3 阀芯孔对减压阀的影响45-47
• 4.2.4 阀杆对减压阀的影响47-48
• 4.3 活塞及质量块对减压阀的影响48-50
• 4.3.1 活塞直径对减压阀的影响48-49
• 4.3.2 阀质量对减压阀的影响49-50
• 4.4 本章小结50-52
• 结论52-54
• 参考文献54-57
• 作者简介、发表文章及研究成果目录57-58
• 致谢58-59

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本文编号：526866