安全阀开启流场机理的数值仿真与实验研究

该文结合ANSYS CFX动网格技术和CEL编译语言创建了安全阀瞬态动力学运动方程,将开启部件的位移与动网格关联,采用数值模拟的方法研究安全阀开启瞬态动力学问题,分析和讨论了开启过程中的流场参数间的影响机理,数值模拟流场机理结果显示安全阀的流场参数在不同时刻和不同的空间位置上存在突变点,最后采用自行设计的安全阀开启实验检测装置对开启流场的流场参数进行实时采集,模拟和实验数据对比分析的研究结果吻合较好,说明该文提出瞬态开启数值模拟方法和实验系统,应用于安全阀超压泄放机理研究中是具有可行性的。     

安全阀稳态泄放过程的瞬态模拟与试验验证

该文采用瞬态模拟方法对开启过程的稳态泄放流动机理进行了研究,采用路径分析法和流线分析法研究了内部和外部泄放流道中流场参数的变化特点,对比了模型的相关参数在典型路径上的变化关系。分析了流动的跨音速发展和演化情况,进而说明了安全阀与传统喷管在超音速机理方面的异同。同时分析发现喉部并未如传统理论预期出现超音速流,而传统认为不会出现超音速流的阀口流场附近区域(密封面)和反冲盘出口却出现了全面超音速流。利用所开发的实验装置对开启过程参数进行了验证测试。模拟结果与测试数据的对比表明,三维瞬态模拟和实验数据非常吻合。     

安全阀稳态与瞬态数值模拟技术对比研究

为探究稳态与瞬态两种数值模拟技术的区别,采用ANSYS CFX对安全阀开启过程的流场动力学参数进行了定性和定量的对比分析,并进行了相应的试验验证。研究发现,在开启阶段两者的性能参数相对偏差较大,也就是说稳态模拟比较适合对静态参数的测量,但如果要同时研究动态性能参数的变化情况,就需要采用瞬态模拟。     

爆破片与安全阀串联组合泄放特性

爆破片及安全阀串联组合泄放系数测定在国内标准及文献中还未见报道。建立了爆破片与安全阀串联组合泄放特性试验装置,研究了爆破片与安全阀之间不同接管长度、不同泄放压力下组合泄放装置泄放量及泄放系数。选用孔板流量计测量介质流量,选用反拱刻槽型爆破片及弹簧全启式安全阀。以单独安装安全阀泄放试验作为对比试验。结果表明,单独安装安全阀时,随着接管长度增加,泄放系数稍变小,但最小值为0.9。试验所用批次的爆破片和安全阀串联组合时,泄放系数在0.78～0.84之间,组合校正系数Kc在0.876～0.912范围内。     

安全阀流场数值模拟研究

应用计算流体力学软件Fluent建立了安全阀三维可压缩流场计算模型.采用标准κ-ε和Realizable κ-ε两种湍流模型,并将两个模型的计算结果与验证实验的测试数据进行对比,确定了更合适的模型.并对安全阀的流场形态和工作特性进行了分析.     

浅析GB150．1—2011附录B《超压泄放装置》

对GB150附录B前后两个版本（1998版和2011版）从超压限度、动作压力、泄放面积计算三个方面进行了比较分析。通过对附录B压力容器超压限度相关规定的分析,根据超压原因及所设置的超压泄放装置的不同归纳出了8种超压事故工况,并给出了各工况下超压泄放装置动作压力及泄放面积确定原则,为设计人员选择超压泄放装置提供依据。     

安全阀开启高度对其排放能力影响的数值模拟

提出了安全阀三维可压缩流场计算模型的建立方法,并利用这一数值模拟的方法,研究了开启高度对安全阀排放能力的影响规律,通过对流场直观的分析,给出了对其影响机理的认识。     

饱和水蒸气的泄放计算──对GB150─1998的规定的理解与讨论

本文指出了GB150─89饱和水蒸气通过安全阀泄放量计算式的错误,分析了GB150─1998中的相应计算式的理论和实验依据,讨论了该计算式存在的问题,提出了一些修改建议。     

安全阀流场和排量的模拟及试验研究

开展了安全阀流场数值模拟的理论研究,获得了安全阀排放时的内部压力分布图以及速度矢量图,计算了安全阀在不同入口压力下的排量值,测试了在不同入口压力下阀门的排量,分析了计算数据和试验结果的差异,证明了数值模拟方法可以有效地模拟安全阀内部的流动情况。     

安全阀稳态排量测试新技术研究

排量是衡量安全阀性能的重要参数,因此其准确计算和评估极为重要。排量的标准测试方法要求严格,测试繁琐且难以实施。与多数文献略去开启过程动态效应在固定开高状态下进行排量研究不同,文中研究了一种利用阀芯传感器的测试数据来评估动态开启稳定排放阶段排量的计量方法。数值模拟发现,超压泄放过程的稳态排放阶段喷管的喉部位于帘面,并且发现,排放流体处于跨音速流态。进一步的检测技术研究表明,稳态排量可以通过阀芯传感器采集的稳态排放数据来确定和计量,进而可以实现额定排量评估。这种新的排量计量和测试技术改变了传统的安全阀流量测试思路,扩展了阀芯传感器的应用范围,实现了一种简便易行的排量测试技术,且具有足够的测试精度。     

基于fluent的环状阀流量系数数值计算

通过做气阀静态吹风实验,得到环状阀流量系数实验值。采用Fluent软件对环状阀流场进行数值模拟,得到流量系数模拟值。对模拟值与实验值做比较,其相对误差只有0．89％,表明模拟准确,得到一种新的环状阀流量系数计算方法。     

应用动网格对阀片运动规律的瞬态数值模拟

影响压缩机阀片运动的因素较多,阀片的运动在这些因素的作用下变得非常复杂。从数值模拟的角度对阀片的运动规律进行瞬态模拟,可使阀片的运动过程更直观。在数值模拟的过程中,主要讨论了弹簧弹性系数、工质密度和阀片质量对阀片运动规律的影响,并得出相关结论。该方法对气阀的设计有一定的借鉴意义。     

基于动网格的离心泵内部流场数值模拟

为了实时地模拟离心叶片泵的内部动态流场,将动网格技术引入到离心泵内部流场的数值模拟中,并分析了离心泵在叶轮旋转情况下的内部流场的动态变化及对水泵蜗壳结构改进计算.模拟结果显示,动网格技术能较好地模拟离心泵内部流场的动态变化,便于研究人员分析离心泵内部流场参数的瞬时变化情况.     

基于FLUENT的出口球阀内部流场动态数值模拟

基于FLUENT软件利用动网格及UDF技术,对内压缩转子式油气混输泵出口球阀进行了动态数值模拟.动态仿真结果表明：随着阀球密度的增加,阀球上升速度减慢,阀隙压力变化减小;在球阀开启初始阶段,阀球受力脉动较大,随着开启过程的进行,阀球受力逐渐减小且趋于稳定;阀球的升程越高,变化梯度越大,阀球密度越小,升程变化越快.该动态数值模拟更真实的揭示了阀球比重与球阀受力、升程变化的内在规律.     

动网格在涡旋压缩机三维流场数值模拟中的应用

基于局部弹性变形与网格重划的CFD动网格技术,对涡旋空气压缩机动态内流场进行了数值模拟。该模拟以理想气体为工作介质,满足流体控制方程及气体状态方程,湍流模型采用RNG k-ε模型,用壁面函数法描述近壁区流动。数值计算的结果表明,涡旋压缩机内部流场随时间周期变化,涡旋压缩机内存在旋涡生成、运动等现象。该计算非常形象地揭示了涡旋压缩机内部流动规律,为涡旋压缩机的优化设计提供了理论参考。     

大流量安全阀静、动态特性的仿真研究

以一种新型大流量安全阀为研究对象,分析其结构,利用FLUENT软件进行流场仿真分析。依据安全阀在立柱系统中的工作原理,采用AMESim液压元件设计库,建立安全阀的模型并进行仿真,得出安全阀在溢流卸载过程中的阀芯位移曲线。从仿真结果看出,适当增加溢流孔个数有利于安全阀工作状态的稳定,为液压支架用大流量安全阀的设计提供了借鉴。     

环状阀流量系数影响因素数值研究

采用计算流体力学软件FLUENT,对不同环状阀做流场模拟计算,得到6条环状阀流量系数α,与升程和通道宽度比H／b的关系曲线。通过理论分析及对比各模拟曲线,分析了升程、阀座通道宽度和密封边宽度对流量系数的影响。模拟曲线相比实验曲线具有更大H／b范围,且考虑了阀座通道宽度和密封边宽度对曲线的影响,可以更好地指导压缩机环状阀的设计。     

应用动网格技术模拟分析滚动转子压缩机的瞬态流动

滚动转子式压缩机是通过偏心转子的转动与滑动档板的平动,完成吸气、压缩、排气等功能。本文采用局部弹性变形与网格重组的CFD动网格技术,对制冷型滚动转子压缩机瞬时动态流场进行了数值模拟。可以计算压缩理想气体为工作介质,满足流体控制方程及气体状态方程,湍流模型采用标准k-e模型。计算得到了压缩机主要性能参数随时间变化的谐波规律、流场分布及压力分布,观测到滚动转子式压缩机内旋涡生成、运动、增大或缩小等现象。