球型调节阀流动引起阀体关键点压力脉动试验研究

以汽轮机常用的球型调节阀为研究对象，通过在阀座喉部、阀碟头部等阀体内各关键部位设置测点，利用微小型高频动态压力传感器及其采集系统，进行了多种工况和多个方位的试验研究，探讨了由于阀内气体流动引发的阀门工作不稳定性。试验研究表明，原型阀的气体压力脉动强度微弱，不稳定工况范围小，稳定性比较良好。     

600MW超超临界汽轮机高压主汽调节联合阀内部流场的数值模拟分析

采用非结构化四面体网格,对某600MW超超临界汽轮机组高压主汽调节联合阀的额定工况进行了数值模拟.针对3种不同结构的模型分别进行了计算,分析研究了阀门内部流场的流动特性,以及在主汽阀内加置挡板和滤网对内部流场和阀门损失的影响.     

高压蒸汽阀门内流场的二维数值模拟及流动特性分析

高温、高压、高压差的蒸汽调节阀中的流动不稳定导致异常的振动，造成阀门的磨损及阀杆破坏以及流动中的压损。这些问题引起许多设计制造部门和研究单位的高度关注。为此，通过数值模拟的方法对二维的高速蒸汽阀门内流场进行理论计算和流动的定性分析。搞清阀内气流不稳定的流动情况，并在此基础上对阀芯进行改型，得到改型后的阀门所受激振力小的结论。通过与实验比较，得到了良好的仿真。图5参5     

核电主汽阀关闭流场的二维动态模拟

为了研究核电主汽阀关闭时流场的变化情况及阀板的受力情况,利用计算流体力学软件FLUENT对主汽阀二维简化模型的流场进行了稳态和不同关闭速度的动态数值模拟,得到了阀门的动态流场信息及阀板的受力分布曲线。通过分析可知,阀板两侧的压力差产生的摩擦力是决定阀门能否正常关闭的关键因素,关闭速度越快所受到的摩擦力越大。     

基于CFD的蒸汽调节阀流量特性研究之二

汽轮机蒸汽调节阀采用阀后联通的方式可有效减小在低负荷运行、小流量调节时叶片的汽流弯应力,提高机组运行的安全可靠性.对阀后联通结构的调节阀进行了理论推导和计算,结合CFD数值模拟手段得到了阀门的流量特性.运用倒推法对阀门型线做出了改进,得到新的型线并进行了验算,结果表明阀门流量特性曲线光滑、平稳,调节性能良好.     

超超临界百万千瓦汽轮机主调阀流场非稳态数值研究

采用计算流体力学商用Fluent软件,对某百万千瓦超超临界汽轮机主调阀系统(主汽阀和调节汽阀组成的进汽系统)正常运行时的蒸汽稳态流场和快速关闭时的非稳态流场进行了全三维数值计算及分析.结果表明:稳定工作状态下,阀门全开时的阀组总压损失约为进口总压的1.23%,其中调节汽阀损失占总损失的57.52%;主汽阀、调节汽阀都为快开特性的阀,它们的相对升程大于30%时流量基本不可调.采用Fluent中的动网格技术,计算分析了调节汽阀从全开到快速关闭的非稳态过程中蒸汽的流动特性,并给出了调节汽阀快速关闭时的行程、流量及阀后压力与关闭时间的动态曲线.     

600MW汽轮机组高压联合进汽阀变工况内部流场的特性分析

采用数值模拟方法对某600 MW汽轮机高压联合进汽阀的内部流动进行了分析.通过求解全三维N-S方程和k-ε湍流模型,得到了阀门内部的流场特性.在3种不同负荷下对主汽阀全开、调节阀阀门不同开启顺序时的流场进行模拟,并分析了流动损失产生的机理.结果表明:调节阀B的流量比调节阀A大,流动状态比调节阀A好;先开启调节阀B后开启调节阀A时,各截面的压损小,各阀门的流动状态好.     

600MW汽轮机组高压联合进汽阀变工况内部流场的特性分析

采用数值模拟方法对某600 MW汽轮机高压联合进汽阀的内部流动进行了分析.通过求解全三维N-S方程和k-ε湍流模型,得到了阀门内部的流场特性.在3种不同负荷下对主汽阀全开、调节阀阀门不同开启顺序时的流场进行模拟,并分析了流动损失产生的机理.结果表明:调节阀B的流量比调节阀A大,流动状态比调节阀A好;先开启调节阀B后开启调节阀A时,各截面的压损小,各阀门的流动状态好.     

某汽轮机补汽阀流场数值模拟及改进

对某汽轮机补汽阀进行流场数值模拟计算,对比分析不同开度下阀门内部流场结构及壁面压力脉动,并通过改进阀门结构来改善流体的流动特性.结果表明:结构改进前,在中大开度下,流场蒸汽压力呈周期性剧烈变化,压力脉动的频率成分非常复杂;结构改进后,流场内涡流区域减小,压力脉动幅值显著下降,流动稳定性提高,压损减小,阀门通流能力得到提...     

压水堆核电机组稳压器比例喷雾阀选型分析

[目的]稳压器比例喷雾阀是压水堆核电机组的关键阀门之一,是电站系统中唯一的核安全1级控制阀,掌握该阀门的技术特点对于工程实践和该阀门的自主化研发具有指导意义.[方法]基于国内压水堆核电机组所用的两种典型结构——气动V型球芯式比例喷雾阀和电磁驱动角式比例喷雾阀,从结构设计、工作原理及运行维护等方面进行对比分析.[结果]经...     

抽水蓄能电站甩负荷球阀动水关闭过程流固耦合研究

抽水蓄能电站甩负荷过渡过程中,内部流场与外部结构双向作用,对球阀安全运行造成不良影响。为探讨抽水蓄能电站甩负荷工况球阀动态关闭过程中流场演变对球阀关键部件的影响,基于流固耦合理论,建立球阀系统离散角度有限元仿真模型,以多角度结构分析近似模拟球阀在动水关闭过程中的结构瞬态过程,反映球阀流道的分布特点及薄弱环节的数据特征。为此,先对某抽水蓄能电站进行数值模拟,提取甩负荷过渡过程关键参数,根据仿真结果确定球阀流场边界条件;然后计算球阀流道内流场压力与速度分布;最后基于流场仿真结果建立球阀结构流固耦合模型,求解球阀瞬态过程结构强度相关参数分布。结果表明,甩负荷过渡过程中,在水流三维瞬变流动的影响下,球阀结构的应力分布具有明显规律性,工作密封与检修密封的过流面积突变,导致应力极大值出现在基座与枢轴部位。流场作用于球阀壁面的变形量叠加,球阀总变形量呈现由上游至下游逐渐递增的趋势。     

考虑气固两相流的球阀冲蚀磨损失效研究

针对管道气体携带杂质对球阀冲蚀磨损导致其失效的问题,采用欧拉-拉格朗日流体描述方法,运用Comsol Multiphysics软件对气固两相流球阀冲蚀磨损进行数值模拟计算,研究球阀流场特征、冲蚀磨损分布、不同参数对冲蚀磨损影响及冲蚀率随参数变化趋势,并把模拟结果与工程现场冲蚀球阀对比,验证模拟的准确性。结果表明：球阀内流速在一定范围内改变,产生的二次流漩涡是导致冲蚀的主要因素;球阀冲蚀磨损随开度减小,随流速、粒径和质量流率增大而增加,呈非线性正相关。     

Experimental and numerical analysis of spring stiffness on flow and valve core movement in pilot control globe valve

Valves are widely used for fluid flow control, not only for conventional fluid like water, gas and oil, but also for hydrogen under high pressure and so forth. Under these new conditions, the response time and energy consumption of valves are closely related to the whole performance of the piping system. Pilot-control globe valve (PCGV) is a novel quick response valve, which can utilize the pressure difference before and after the valve core to control the open/close states of the main valve. In this paper, the effects of spring stiffness inside PCGV on the flow and the valve core movement are carried out, respectively. To begin with, the experimental setup is introduces and the 3D numerical model is established. The simulation is carried out in software FLUENT with RNG k-ε turbulence model, User Defined Function method and dynamic mesh regeneration methods under transmit state. Then, a comparison of steady valve core displacements between experiment and simulation is carried out. After that, the effects of spring stiffness on flow characteristics, valve core movement and response times during opening and closing periods are presented. Finally, a spring chosen correction equation is proposed. This work can benefit the further design work of PCGVs or similar valves with springs, and it can be also referred by someone dealing with novel control valves design or flow control issues.     

电磁喷油器球阀流动分析

试验单独测得了与密封球阀相关的衔铁位移曲线和控制腔的压力曲线,并以此为动态边界条件进行了电磁喷油器球阀流动特性计算.结果显示,球阀处会发生穴蚀现象,穴蚀的产生与小球位移和控制腔压力变化情况有关,密封球的升程变化会造成节流位置的移动.发生穴蚀的区域具体体现在密封线上边缘区域和球座入口开始并延伸一段距离的锥面上,这与检测到的球阀座面遭到穴蚀破坏的位置吻合.球阀流动计算中,球阀底部一直存在压力较大的滞止区域,球阀孔口附近的气泡主要产生在升程相对较大的区域.     

高压泵流量控制装置中电磁阀的优化设计

介绍了一种新型的用于柴油机共轨系统的高压泵流量控制装置.应用Ansoft公司的电磁场分析软件Maxwell 2D,对流量控制装置中电磁阀电磁作用力进行二维有限元分析,讨论了电磁阀在不同的线圈窗口尺寸及位置、材料及衔铁厚度下电磁力的大小,实现了结构的优化设计.试验结果表明:优化设计后的电磁阀能满足流量控制的需要,流量控制装置能将共轨压力波动控制在5%范围内.     

调节阀内部流场的动态模拟及优化分析

运用动网格技术对调节阀关闭过程中不同开度的内部流场进行了动态数值模拟,基于数值模拟结果分析了阀门的流动特性,并与试验结果进行比较,结果表明与试验数据十分吻合。此外,对流场中的流线、漩涡和压力分布等参数进行分析,从考虑减小流场中漩涡的范围和减小能量损失为目的对阀门流道进行优化构思,为调节阀的优化设计提供可靠的依据。     

四气门柴油机缸内涡流形成过程试验研究

在稳流模拟试验台上,利用研制的缸内三维流场测量装置,运用热线风速仪测量了四气门柴油机缸内不同高度横截面的三维流场,通过对大量试验数据的分析,揭示了四气门柴油机缸内涡流的形成过程及气门开度对其影响的变化规律。四气门柴油机缸内涡流主要由气缸周边处的强气流产生;缸内主涡流出现在两进气道气门的下方,随气门开度的增大而增强;副涡流出现在远离进气门一边,随气门开度的减小而减强。当缸内空气主涡流动量矩流率与缸内空气总动量矩流率近似相等时,就形成了始稳面,始稳距离随气门开度的减小而增大。     

柴油机两级增压等百分比流量调节旁通阀设计

针对柴油机两级增压旁通阀大范围高精度调节特性需求,开展了增压旁通偏置异型阀阀瓣型线优化设计研究,实现了等百分比流量调节特性,解决了通用快开型废气旁通阀流量调节精度低的问题,并且具有等百分比流量特性的旁通阀可以实现控制参数在全开度范围内的一致。针对不同异型阀结构,进行了流量调节特性分析,提出了多截面混合阀设计方法,通过多种阀门流量特性试验,验证了多截面混合阀有效调节范围。研究表明,优化设计的多截面混合阀流量特性与等百分比流量特性最接近,最大有效相对开度为0.73,为通用平面旁通阀的2.6倍,增益变化率缩小,大幅提升了调节精度,多截面混合阀可显著改善增压压力的调节特性,能够平稳且有效地控制可调两级增压系统的增压压力。     

一种新型水滴迷宫式调节阀流场特性研究

针对超(超)临界工况下调节阀压降大、流速高的特点,以传统迷宫碟片式调节阀为基础,提出一种新型水滴迷宫式碟片调节阀。利用Fluent软件进行数值模拟,研究阀门在不同开度下的流通性能及不同水滴级数对阀门降压控速能力的影响。研究表明,新结构碟片流通性能良好,可以满足阀门工作条件要求,增加水滴级数会降低阀门流通性能;随着水滴级数的增加,各级水滴间的压降和阀内流速均呈现减小的趋势,五级水滴介质平均压降为5.08MPa,比二级水滴降低了6.26 MPa;最大速度为108m/s,降低了40%;碟片流道出口处存在气蚀现象,水滴级数的增加可减小气蚀区域。