高温蝶阀操作特性试验研究

发布时间：2017-09-01 23:18

  本文关键词：高温蝶阀操作特性试验研究

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【摘要】：高温蝶阀是温度大于450℃的且利用翼状结构的蝶板在圆柱形阀体通道内围绕阀轴旋转来达到开启与关闭的一种调节阀,常用于石油催化裂解等装置。针对高温蝶阀应力状态,流场性能、特征计算、试验装置设计等方面展开了操作特性试验研究,主要研究工作及结论如下:采用热结构耦合方法,分析了阀板和保温层为100mm、80mm时阀座的温度分布及应力状态,比较了垂直放置和斜置两种筋板形式下阀座的强度。研究结果表明:阀座筒体整体上温度分布均匀,所承受的等效应力较小。此外,如果仅考虑内压的作用,筋板倾斜放置时阀座的承载能力较高。通过CFD方法,针对各个开度下的高温蝶阀建立计算模型,模拟了高温蝶阀流通性能。研究表明,位于蝶板上部和下部边缘存在两个高速流动区域。小开度下,阀体密封面和蝶板边缘处存在负压区,且阀后会出现涡流现象。基于阀门理论设计及应用公式,对操作条件下的高温蝶阀各种性能表征量做了详细的计算,得到了CV值、扭矩范围以及泄漏量。设计了基于润滑油的高温蝶阀检测试验装置,并进行了润滑油高温性能测试。结果表明:试验介质高温轮带油可被加热的最高温度为301℃,其作为高温阀门检测试验装置之循环介质还有待考虑。通过对比工业上常用载热体的优缺点,筛选了两种可靠的循环介质,并进行了相应的高温蝶阀检测试验装置的设计,结果表明:熔融盐是目前唯一可选的高温液态介质,热空气是目前可选的最佳试验介质。
【关键词】：高温蝶阀 应力分析 流通特性 装置
【学位授予单位】：武汉工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH134
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-18
• 1.1 蝶阀11-12
• 1.1.1 基本介绍11
• 1.1.2 主要分类[4-6]11-12
• 1.2 蝶阀的演变历史及经济成分重量12-13
• 1.3 国内外研究现状13-15
• 1.3.1 蝶阀流动特性研究13
• 1.3.2 蝶阀结构性能分析13-15
• 1.4 选题背景及其意义15-16
• 1.5 研究内容、方法及意义16-18
• 第2章 操作条件下高温蝶阀结构应力计算18-42
• 2.1 保温层为 100mm时蝶阀阀座的温度分布及应力状态19-25
• 2.1.1 温度分布19-23
• 2.1.2 应力状态23-25
• 2.2 80mm厚度下的绝缘外套之阀座受热状态25-27
• 2.2.1 有限单元模型25-26
• 2.2.2 蝶阀热分析结果26-27
• 2.3 蝶阀阀板的温度分布27-28
• 2.3.1 蝶阀阀板有限元模型27
• 2.3.2 蝶阀阀板热分析结果27-28
• 2.4 不同筋板内置形式下的蝶阀阀座的强度比较28-41
• 2.4.1 不同筋板内置形式下的阀座立体模型28-29
• 2.4.2 有限单元模型29
• 2.4.3 材料属性及边界条件29-30
• 2.4.4 蝶阀应力分析结果30-41
• 2.5 本章小结41-42
• 第3章 高温蝶阀流通特性数值计算与评估42-60
• 3.1 CFD软件简介42-44
• 3.2 高温蝶阀数值模拟方法44-45
• 3.2.1 湍流模型44-45
• 3.2.2 边界条件与初始条件45
• 3.3 计算模型45-47
• 3.3.1 计算模型尺寸45
• 3.3.2 流体域模型45-46
• 3.3.3 网格划分46-47
• 3.4 高温蝶阀内部流场特性分析47-58
• 3.4.1 不同开度下高温蝶阀压力场分布47-49
• 3.4.2 不同开度下高温蝶阀流速分析49-50
• 3.4.3 不同开度下高温蝶阀流线分析50-51
• 3.4.4 高温蝶阀流场特性仿真计算51-58
• 3.5 本章小结58-60
• 第4章 高温蝶阀操作性能特征计算60-67
• 4.1CV值计算60
• 4.2 阀门的操作扭矩计算60-62
• 4.3 阀门的泄漏量评估62-65
• 4.3.1 泄漏量计算原理62-64
• 4.3.2 计算阀门的泄漏量64-65
• 4.4 本章小结65-67
• 第5章 基于润滑油系统的高温蝶阀检测装置设计及试验67-81
• 5.1 测试项目及方法67-70
• 5.1.1 阻力系数测试67-68
• 5.1.2 高温蝶阀扭矩测试68-69
• 5.1.3 蝶阀流量特性试验69-70
• 5.2 装置设计原理及试验流程70-71
• 5.3 润滑油的选用71
• 5.4 润滑油性能试验装置设计71-72
• 5.5 油试验过程72-79
• 5.5.1 水加热试验72-74
• 5.5.2 轮带油加热试验74-79
• 5.6 本章小结79-81
• 第6章 基于不同系统下的高温蝶阀检测试验装置设计81-91
• 6.1 基于熔融盐循环系统的高温蝶阀检测试验装置82-86
• 6.1.1 选用熔融盐存在的问题82-84
• 6.1.2 装置设计图84-86
• 6.2 基于空气加热之高温蝶阀检测试验系统86-88
• 6.2.1 空气介质86
• 6.2.2 空气加热注意事项86
• 6.2.3 装置设计原理图86-88
• 6.3 检测台的设计88-89
• 6.3.1 设计目的88
• 6.3.2 检测台设计原理图88-89
• 6.4 本章小结89-91
• 第7章 结论与展望91-94
• 7.1 主要结论91-92
• 7.2 创新性92
• 7.3 展望92-94
• 参考文献94-99
• 攻读学位期间所发表学术论文及其他成果99-100
• 致谢100

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本文编号：774994