阀芯结构对节流截止阀性能影响的研究

发布时间：2017-05-27 17:18

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【摘要】：截止阀作为一种通断阀，其功能主要是依靠改变阀芯的开度控制介质流量大小，从而起到控制阀门出口流体压力变化的作用。节流阀作为一种调节阀，启闭件大多为圆锥流线型，通过改变流通面积来实现调节介质流量和压力的阀门。用于在压力降极大的情况下降低介质压力。节流截止阀结合了两种阀门的优点，可以很好的解决现实使用中存在的节流截止和调控问题，以期能够达到一阀多用的目的。在实际工作中，阀芯在启闭过程中的流场特性将对阀门性能产生重要影响。因此，分析流体介质在阀体内的流动原理，对合理设计阀芯结构及提高阀门性能有重要意义。而CFD技术则是研究阀体内部复杂流场的重要手段。论文以节流截止阀作为研究对象，将数值模拟与试验研究相结合，对阀芯结构优化前后的阀门进行分析，对其内部流场进行数值计算研究，，同时对阀门的外特性进行了试验。具体内容如下： 1.对节流截止阀芯结构进行优化设计，在一种具有多密封及分流减压结构的截止阀阀芯结构上，针对节流塞的曲面进行改进，获得理想的流量特性曲面。按照阀门的尺寸结构，利用UG进行三维建模。基于CFD技术，采用结构适应性强的非结构化网格对其内部流道计算域进行离散，运用Gambit进行网格生成。 2.基于N-S控制方程及标准湍流模型，在阀芯不同开度下，对阀内的流动状态进行定常稳态三维数值模拟。分析不同流量下阀体内部压力、速度及流线分布规律；对比分析阀芯优化前后阀体内部压力和速度的分布规律；同时也对阀芯改进前后阀门的流量特性和流阻特性进行了分析。 3.对节流截止阀进行了外特性试验研究，得到了截节流止阀在不同开度、不同工况下的外特性性能曲线，并与数值模拟结果进行了对比分析。
【关键词】：节流截止阀 阀芯优化 外特性 数值模拟 试验研究
【学位授予单位】：浙江理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH134
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目录7-9
• 第一章 绪论9-18
• 1.1 课题的来源及意义9-10
• 1.2 阀门分类和用途10-11
• 1.3 国内外研究现状11-16
• 1.3.1 阀门结构改进设计研究11-14
• 1.3.2 阀门的性能试验研究14-16
• 1.4 本论文的研究内容16-18
• 第二章 阀门内部流动特性数值模拟理论基础18-25
• 2.1 节流截止阀的基本工作原理18-19
• 2.2 节流截止阀的流量特性分析19-21
• 2.3 数值模拟方法和分类21
• 2.4 流体力学的基本方程21-23
• 2.5 RNGk 湍流模型23
• 2.6 壁面函数23-24
• 2.7 本章小结24-25
• 第三章 节流截止阀内部流动的数值模拟计算25-46
• 3.1 计算流体力学求解过程25-26
• 3.2 节流截止阀模型26-27
• 3.3 节流截止阀的三维造型及流道网格划分27-30
• 3.3.1 节流截止阀的三维造型27-28
• 3.3.2 节流截止阀的三维网格划分28-30
• 3.4 节流截止阀内部流动的数值模拟计算30-45
• 3.4.1 节流截止阀数值模拟结果分析31-40
• 3.4.2 节流截止阀的性能分析40-45
• 3.5 本章小结45-46
• 第四章 节流截止阀性能试验研究46-56
• 4.1 试验研究概述46
• 4.2 阀门的外特性试验研究46-51
• 4.2.1 阀门性能测试的基本要点46-47
• 4.2.2 阀门试验系统的建立47-49
• 4.2.3 试验中的基本参数49-50
• 4.2.4 试验研究的方法50-51
• 4.2.5 试验数据的处理51
• 4.3 阀门试验结果与数值计算结果对比分析51-54
• 4.4 本章小结54-56
• 第五章 总结与展望56-58
• 5.1 本文总结56-57
• 5.2 研究工作展望57-58
• 参考文献58-61
• 致谢61-62
• 攻读硕士研究生期间的研究成果62

【参考文献】

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本文编号：400699