前后压差对调节阀不平衡力的影响

发布时间：2017-09-04 23:50

  本文关键词：前后压差对调节阀不平衡力的影响

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【摘要】：调节阀隶属于现代石油、冶金、化工等流程工业自动化过程控制系统三大环节(检测、执行、控制)中的执行环节设备,性能好坏直接影响工艺过程的顺利完成。在调节阀工作过程中,随着装置高负荷的运行、流体对阀的冲刷及腐蚀等原因,调节阀的安全稳定运行受到了严峻的考验,各种故障时有发生,而调节阀在一些工况下产生的振动是引起各种事故的主要原因,调节阀不平衡力就是引发振动的主要因素之一。 随着电子计算机和计算流体动力学CFD的迅速发展,CFD数值模拟已成为工程设计的辅助手段之一,近年来,CFD数值模拟在阀门设计中得到重要应用。为了研究不平衡力对调节阀的影响,本课题采用计算流体动力学方法,借助于CFD软件,对吴忠仪表有限责任公司提供的型号为ATS和ASB调节阀的内部流场进行了全面可视化分析,得出了阀芯不平衡力的数值变化曲线,与实验结果进行了分析比较。 首先,建立了调节阀不同开度下的流道几何模型并进行了网格划分,运用CFD软件仿真模拟了各开度下调节阀不同压差的流场数值,对计算结果进行了可视化分析,得出了阀芯在不同工况下受到流体对其产生的不平衡力拟合曲线。 其次,基于阀芯在流体流动过程中受力分析情况,设计出了阀芯不平衡力测量的实验方案,并在吴忠仪表有限责任公司完成了实验,测出了阀芯在各种工况下的不平衡力。 最后,对比分析了模拟结果与实验数据,验证了调节阀建模的准确性与CFD软件仿真数据的可行性,并分析了两种方法得到的不平衡力变化趋势与误差成因。 通过对调节阀的模型仿真模拟及实验结果得知,ATS调节阀在定开度时,不平衡力随着压差增大而增大,在定压差时,随着开度增大而减小；ASB调节阀在小开度时,不平衡力随着压差增大而减小,大开度、大压差工况下出现负值,其绝对值随着压差与开度的增大而增大。上述结论及方法对调节阀的设计优化具有一定的理论指导。
【关键词】：调节阀 不平衡力 压差 开度 CFD
【学位授予单位】：宁夏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH134
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 绪论7-11
• 1.1 课题来源7
• 1.2 课题的背景意义7-8
• 1.3 国内外研究现状8-10
• 1.4 研究目标10
• 1.5 研究的主要内容10-11
• 第二章 ATS、ASB调节阀基本特性简介11-20
• 2.1 调节阀的组成与分类11-12
• 2.2 调节阀的理想流量特性12-13
• 2.3 调节阀执行机构的选择13
• 2.4 调节阀的不平衡力13-16
• 2.5 ATS快换式单座调节阀16-18
• 2.6 ASB压力平衡式单座调节阀18-19
• 2.7 本章小结19-20
• 第三章 计算流体力学简述20-28
• 3.1 发展概况20
• 3.2 流体力学的控制方程20-23
• 3.3 CFD计算方法简介23
• 3.4 网格生成技术23-24
• 3.5 CFD软件简介24-28
• 第四章 ATS调节阀内部流场的数值模拟28-51
• 4.1 前处理28-31
• 4.2 求解31-32
• 4.3 流场可视化分析32-49
• 4.4 模拟计算结果分析49-50
• 4.5 本章小结50-51
• 第五章 ASB调节阀内部流场的数值模拟51-73
• 5.1 前处理51-54
• 5.2 求解54-55
• 5.3 流场可视化分析55-70
• 5.4 模拟计算结果分析70-71
• 5.5 本章小结71-73
• 第六章 调节阀不平衡力的实验研究73-79
• 6.1 实验装置73-75
• 6.2 实验方案设计75-76
• 6.3 实验数据结果分析76-77
• 6.4 误差分析77-78
• 6.5 本章小结78-79
• 第七章 结论与展望79-80
• 7.1 结论79
• 7.2 展望79-80
• 参考文献80-82
• 致谢82-83
• 个人简介83

【参考文献】

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本文编号：794599