不同工况油煤浆调节阀扭矩作用机制的分析

发布时间：2017-07-18 00:22

  本文关键词：不同工况油煤浆调节阀扭矩作用机制的分析

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【摘要】：本文以吴忠仪表有限责任公司提供的油煤浆调节阀作为研究对象,采用计算流体动力学方法,借助于CFD软件,对流经调节阀的介质为油煤浆的不同工况下的流场进行了数值模拟计算,获得了油煤浆调节阀在可视化流场分析结果和阀门扭矩的变化规律。首先,运用Solidworks软件对建立油煤浆调节阀在不同开度时的三维模型,提取出不同开度下的流道模型,并运用ICEM CFD软件对流道模型进行网格划分。其次,运用CFD软件,针对两种不同介质环境时的油煤浆调节阀在不同开度、不同压差下的流场进行了数值仿真计算,并对计算后的流场压力、速度、流向、湍流动能以及阀芯应力进行可视化化分析。通过计算出不同压差、开度下油煤浆调节阀的扭矩大小,分析了扭矩与压差、开度的变化规律,得到了不同介质环境下阀门的扭矩系数拟合曲线和阀门扭矩的计算公式。最后,根据模拟仿真结果对油煤浆调节阀进行结构优化设计,并对优化后的调节阀进行扭矩计算分析,将优化后的计算结果与原计算结果进行对比分析,验证了调节阀的结构优化可行。通过研究可知,在定开度时,油煤浆调节阀的扭矩随着压差增加近似呈直线增加；在定压差时,阀门扭矩随着开度增大呈先增加后减小变化趋势,在中间45。开度时阀门扭矩达到最大值。为了减小扭矩的产生,对调节阀内部的阀座、填料和阀芯进行了四种结构优化方案设计,其中三种优化后的阀门扭矩与原始阀门扭矩相比都有所减小,证明这三种优化方案确实可行。最后对比水和油煤浆两种不同介质仿真结果,发现当介质动力粘度越大,阀门的扭矩就越大一些。这些分析过程与方法都将会对后续研究调节阀的扭矩提供必要的借鉴。
【关键词】：调节阀 数值模拟 扭矩 结构优化
【学位授予单位】：宁夏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ055.8
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 绪论7-10
• 1.1 研究背景及意义7-8
• 1.2 调节阀国内外研究现状8-9
• 1.3 课题研究的目标及内容9-10
• 第二章 计算流体力学及油煤浆调节阀建模10-24
• 2.1 计算流体力学原理简介10
• 2.2 流体分析的发展10-11
• 2.3 CFX软件介绍11-13
• 2.4 计算流体力学的控制方程13-15
• 2.5 油煤浆调节阀三维建模15-19
• 2.6 油煤浆调节阀内部流道网格模型19-21
• 2.7 油煤浆调节阀的数学模型建立21-23
• 2.8 本章小结23-24
• 第三章 油煤浆调节阀流场分析24-37
• 3.1 前处理24-25
• 3.2 流场可视化分析25-33
• 3.3 模拟数据结果分析33-36
• 3.4 本章小结36-37
• 第四章 油煤浆调节阀结构优化设计37-49
• 4.1 优化方案一37-38
• 4.2 优化方案二38
• 4.3 优化方案三38-43
• 4.4 优化方案四43-45
• 4.5 综合优化45-47
• 4.6 结构优化对油煤浆调节阀的影响47-48
• 4.7 本章小结48-49
• 第五章 油煤浆调节阀技术总结与分析49-58
• 5.1 阀门内部流场的总结分析49-55
• 5.2 阀门结构优化的总结分析55-57
• 5.3 本章小结57-58
• 第六章 结论与展望58-59
• 6.1 结论58
• 6.2 展望58-59
• 参考文献59-62
• 致谢62-63
• 个人简介及攻读硕士学位期间论文发表情况63
• 个人概况63
• 教育经历63
• 论文发表情况63

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

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本文编号：555261