调节阀-管道-流体系统流固耦合动态特性研究

针对调节阀-管道-流体系统的流固耦合问题,建立了考虑阀门定位器作用的系统动态仿真模型,给出了求解调节阀阀芯-阀杆系统响应的预估-校正算法和求解调节阀-管道-流体系统响应的流固耦合有限元方法,利用ANSYS软件对系统在固定开度与变开度情况和流开型与流闭型情况下振动响应进行了定性分析。研究表明:在给定压差下,管道以及流体流向对调节阀阀芯-阀杆系统的位移响应以及阀芯受到的流体不平衡力响应都有较大影响。     

换流阀水冷系统三通调节阀流动特性分析

为解决换流站阀冷系统无法准确获知阀外冷系统流量值及其散热量的问题,利用流体分析软件Flowmaster对换流阀水冷系统三通调节阀内部流动特性进行了计算分析.以上海某直流输电工程换流阀水冷系统作为参考,收集设备参数及控制策略,建立换流阀水冷系统流体仿真模型,通过控制三通调节阀阀门开度模拟计算得出内外冷流量值,同时以流量系...     

基于CFD的单座调节阀流速分布数值模拟研究

为较好地解决流量计量检测及工业过程控制中单座调节阀的流场扰动问题,基于CFD技术并通过建立数学模型的方法,对管道水平安装方式下流体流过单座调节阀时的流速分布（指阀前及阀后直管段中的流速分布）进行了数值模拟研究,得到了相同开度不同流量及相同流量不同开度下距离单座调节阀不同的位置处的流速分布（沿管道径向的垂直于管道的流速分布）,分析了单座调节阀对流场扰动产生的原因。结果表明,单座凋节阀对其前直管段流体的扰动较小,对其后直管段流体流场的扰动不仅与单座调节阀的开度及流过单座调节阀的流体流量有关,而且与单座调节阀后直管段的长度有关;在此基础上,提出了削弱流场扰动对流量计计量性能影响的方法,该方法为易受流场扰动的流量计的安装、装置的设计及计量检定等提供了有力的参考依据。     

调节阀的流量特性校正

由于在控制系统设计时一般都假定调节阀前后压差为常数,而实际上压差总会随着阀的开度变化而变化,这种误差会导致调节阀流量特性的畸变,对系统的控制性能有一定的影响。通过设计调节阀的流量特性校正装置,可以较好地克服调节阀的畸变,使调节阀的工作特性维持在比较理想的工作状态。实验证明这种校正对阀的工作特性改善非常明显。     

并联型调温除湿机制冷剂流量三通比例调节阀动作特性的实验研究

地下工程的大量涌现,使得节能效果好、效率高的并联型调温除湿机得到了广泛的应用,三通比例调节阀是并联型调温除湿机的关键部件,其动作特性对机组性能具有重要影响.在构建双冷凝器并联型调温除湿系统的基础上,测试了制冷剂流量三通比例调节阀开度变化对机组性能的影响,结果表明:1)可以通过调节三通比例调节阀的开度实现送风温度的连续调节,三通阀作用区域为开度30％～80％;2)三通阀开度变化对系统除湿量有影响.阀门开度在50％～65％时,系统除湿量最大,输入功率最小,具有最高的单位功率除湿量;3)通过调节阀门开度,可以实现制冷剂流量的调节,制冷剂流量最大值出现在阀门开度为50％～70％区间内.这些调节方法对提高并联型调温除湿机效率具有一定意义.     

基于调节阀的流量测量方法实验研究

提出了一种基于调节阀的流量测量方法,以调节阀的流量特性曲线为基础,通过测量调节阀前后的差压,计算得到流经调节阀的流体流量.通过多点压力采样实验,确定了阀前相对靠近调节阀,阀后相对远离调节阀的压力采样点选定原则.通过稳态流量测量实验,发现较大的阀前后差压和较小的阀门开度时,测量精度最佳.通过非稳态流量测量实验,发现在正弦信号和随机信号阀位启闭过程中都有良好的累积流量测量精度,误差的主要来源包括阀芯的快速行进和阀芯运动方向的转换.     

除氧器水位控制的节能优化策略

本文提出了一种基于压力自适应的除氧器水位控制的节能优化策略。凝结水流量调节阀三冲量调节除氧器水位,凝结水泵变频控制凝结水母管压力,凝结水流量调节阀的阀位通过PID运算自动修正凝结水压力目标值,使凝结水流量调节阀始终处于最佳开度,同时在中高负荷段通过全开除氧器副调节阀,尽量减小调节阀的节流损失和管道阻力,达到最佳的节能效果。     

调节阀空化噪声数值分析

针对工程实际应用中调节阀普遍出现的空化及其产生的噪声问题,采用基于流声场声振耦合的数值分析方法,研究了不同开度与不同压差对空化噪声的影响。调节阀的空化噪声是阀门产生噪声的原因之一,传统的方法很难准确的分析和预测这种噪声。首先利用CFD软件计算调节阀内的三维瞬态流场,然后将瞬态流场的计算信息作为声场计算的激励信号施加到调节阀阀体上,最后基于声振耦合的方法对其进行声学响应计算。结果表明：本文所研究的调节阀空化噪声随着开度的增加呈先减小后增大的趋势;当调节阀进出口压差增大时,空化噪声也随之增大,在出口压力为0.45MPa时,噪声达到了93.2dB;通过数值模拟得到云图可作为分析噪声产生位置的依据,计算得到的噪声大小可作为判断空化程度的依据,为声学检测阀门空化程度提供数据支持。     

调节阀空化噪声数值分析

针对工程实际应用中调节阀普遍出现的空化及其产生的噪声问题,采用基于流声场声振耦合的数值分析方法,研究不同开度与不同压差对空化噪声的影响。调节阀的空化噪声是阀门产生噪声的原因之一,传统方法很难准确分析和预测这种噪声。首先利用CFD软件计算调节阀内的三维瞬态流场,然后将瞬态流场的计算信息作为声场计算的激励信号施加到调节阀阀体上,最后基于声振耦合的方法对其进行声学响应计算。结果表明:所研究的调节阀空化噪声随着开度的增加呈先减小后增大的趋势;当调节阀进出口压差增大时,空化噪声也随之增大,在出口压力为0.45 MPa时,噪声达到了93.2 dB;通过数值模拟得到的分布云图可作为分析噪声产生位置的依据,计算得到的噪声大小可作为判断空化程度的依据,为声学检测阀门空化程度提供数据支持。     

高压降迷宫套筒组合调节阀涡激振动仿真研究

针对高压降类调节阀涡激振动现象,设计多通道迷宫盘片和多级套筒组合高压降调节阀。基于计算流体动力学(CFD)和流固耦合模态分析法,计算调节阀内部瞬态流场及结构模态,得到其三种典型开度的流体流动情况,升力系数时域和频域特性曲线,以及模态频率和模态振型。分析结果表明:4s时刻,随调节阀开度减小,流体最大流速相应减小,第四级套筒外部流道区域的大涡逐渐形成小涡。调节阀全开时流体升力系数波动比70%和40%开度时更为剧烈,一阶模态频率、二阶模态频率均随开度的增大而增大。调节阀模态频率没有落在漩涡脱落主频率范围内,调节阀不会发生涡激振动锁定现象。     

Failure analysis of a high pressure differential regulating valve in coal liquefaction

Under harsh working conditions-high pressure differential, solid concentration and high velocity of a regulating valve in coal liquefaction, the valve plug damages easily. Its longest service life is less than 2000 h, which seriously affects the running safety. Failure analysis of valve plug is conducted via computational fluid dynamics (CFD) by using the actual physical parameters. The results show that the damage of valve plug results from a synergistic effect of cavitation erosion and abrasion. Two cavitation regions exist on the wall of valve bushing and plug, and a high-speed reflux appears on the plug head where the pressure is higher than the saturation pressure. Driven by the reflux, the cavitation bubbles and solid particles move toward the plug head, thus the most severe cavitation erosion and abrasion occur on the plug head because of the bubbles collapse and particle impacts. The decrease of valve opening tends to aggravate the valve plug damage caused by the combined effects of cavitation erosion and abrasion. Compare with the actual corrosion morphology, the accuracy of failure analysis is verified.     

高频交变压力下先导式溢流阀响应特性研究

为研究液压激振系统中高频交变压力下先导式溢流阀的响应特性,建立了先导式溢流阀数学模型和AMEsim仿真模型,仿真研究了高频交变压力下先导式溢流阀开启情况,并进行试验对比研究。仿真结果表明：交变压力下先导式溢流阀主阀口存在异常开启现象,增大了系统能量损失;主阀口异常开启量随交变压力幅值增大而增大;当交变压力频率达到200 Hz时,溢流阀主阀口未出现异常开启。试验结果与仿真结果基本吻合。研究结果对高频交变压力下先导式溢流阀的使用有重要的理论指导意义和实际工程意义。     

基础振动下直动式减压阀动态特性分析

针对基础振动对TBM液压元件性能的影响,为TBM液压元件优化设计提供理论依据,选择直动式减压阀为研究对象,分析其工作原理,建立减压阀的动态响应数学模型,仿真研究基础振动幅值和频率对减压阀波动特性的影响规律,分析减压阀不同结构参数对压力波动的影响.结果表明：基础振动会引起减压阀出口压力波动,波动幅值随振动幅值增加而增大;当基础振动频率大于50 Hz时,压力波动幅值随频率的增加明显增大;减小背压腔初始容积和回流通道直径能提高减压阀的动态稳定性.     

基于ANSYS的LNG船用超低温阀门的数值模拟分析

应用有限元分析软件分别对通径为DN15的LNG船用超低温阀门在管路中开启与关闭状态稳态热力分析。研究了阀颈长度,阀颈与阀杆之间的,阀颈的厚度对填料函温度的影响。研究结果表明,阀颈长度和阀颈厚度是影响填料函温度的主要因素,阀颈与阀杆之间的间隙尺寸对填料函温度影响很小。     

电子膨胀阀内啸叫噪声特性及发声规律的实验研究

空调系统中电子膨胀阀节流时出现的尖锐啸叫噪声严重影响用户使用舒适性,了解制冷剂流经电子膨胀阀时的啸叫噪声产生机理及其发声规律是解决上述噪声问题的关键。本文设计了可以对阀前后制冷剂状态进行调节控制并对产生的啸叫噪声进行测量分析的实验系统,得到不同工况及阀开度下的啸叫噪声发声规律。研究表明：啸叫噪声来源于阀内流体高频压力脉动引起的流体周期性振荡,其发声特性是阀内环锥形节流通道与阀腔构成的亥姆霍兹共振腔结构对共振频率附近的噪声源信号选择性放大的结果。啸叫噪声声压级主要与阀内制冷剂流速及阀开度有关,阀开度为700 pls下制冷剂速度由2.5 m/s增至3 m/s时,噪声声压级提高了21%;阀内制冷剂流速决定了流体振荡频率,阀开度决定了阀内声腔共振频率;通过改变阀腔结构以增大共振频率,使常见空调工况下阀内制冷剂冲击引起的振荡频率低于共振频率,可以有效避免啸叫噪声产生。     

螺杆式压缩机内置活塞式进气控制阀分析

对内置活塞式进气控制阀在螺杆式压缩机上的应用原理及其作用进行阐述,进气控制阀的压损、吸气侧的筒直径及其弹簧力大小是影响阀打开力大小的3个主要因素。阀打开力与阀的压损、阀体吸气侧筒的直径平方几乎呈正比关系,弹簧力是阻碍阀打开的因素,弹簧力减小的数值就是阀打开力增大的数值。在进气控制阀的设计上,对螺杆式压缩机的性能和进气控制阀可靠性必须综合考虑,进气控制阀设计参数选择要合适,在确保阀打开可靠的前提下,阀的压损一般控制在25-30 kPa范围内。     

一种锥形节流阀工作过程流-固耦合动力学响应的影响因素分析

基于三维流-固耦合有限元动力学仿真分析模型和直接耦合算法,分析了一种锥形节流阀在入口流速脉冲激励下由关闭状态开启而后重新关闭全过程的流量特性、压差特性及阀门开度的高频波动等非线性动力学响应特性,并采用小波分析方法等对阀门开度响应等进行了时-频域分析。选择不同的流体-结构模型的数值积分方法组合及时间步长对流-固耦合动力学求解算法进行了实际应用检验;然后对阀芯质量、弹簧参数与油液参数等系统参数以及激励速度幅值与脉宽等激励参数对其工作过程动力学响应的影响进行了细致的数值分析比较。结果表明：流体模型积分算法的选择对流-固耦合计算结果的影响较大;对该阀而言,阀芯质量与油液体积弹性模量的改变对阀芯振动频率的影响较为显著,油液粘度的改变对阀门开启的滞后量及振动相位的影响较大,而弹簧刚度及预紧力的改变对阀门的最大稳定开度的影响较大;阀芯与阀座间的碰撞使阀芯的振动频率提高。     

超临界CO_2在电子膨胀阀内流动特性的数值分析

建立了超临界CO_2通过电子膨胀阀(EEV)降压过程的二维计算模型,采用均相流模型对超临界CO_2通过EEV的两相流动过程进行了数值模拟。结果表明超临界CO_2进入膨胀阀后,沿着工质的流动方向,其状态参数在开始变化不大,在接近阀芯最下端的部分,各状态参数开始剧烈变化。越靠近膨胀阀对称中心,CO_2压力越大,接近壁面处的压力最小。工质的流速最大的位置位于阀芯尖端,可达到179 m/s。CO_2工质流过阀芯尖端流阻最大处时,CO_2的压力急剧降低,两相间的质量传递率急剧增加,CO_2发生相变。随着EEV内CO_2压力的降低,CO_2气体份额持续增大,气体份额大小值与压力大小成反相关。     

新型磁流变流体溢流阀的研究

作为一种智能材料,磁流变流体已经被用于振动和冲击控制、地震误差控制、速度和加速度控制、无动作部件液压阀的设计以及光学元件研磨和抛光等领域,本文将磁流变流体用于溢流阀的设计,给出了磁流变流体溢流阀的结构及数学模型,并对新型溢流阀进行了仿真和试验研究。