迷宫-对冲组合式最小流量阀流道设计研究

电站给水泵最小流量阀长期处于高温、高压等恶劣工况环境下工作，阀内极易出现空化汽蚀、冲刷泄漏等问题，将会影响阀门的使用寿命。为了提高阀门的降压和控速能力，本文基于迷宫式最小流量阀的流动特点，提出了一种新型盘片结构，利用数值模拟方法对迷宫式、对冲式和迷宫-对冲组合式流道结构的流动特性进行研究，得到了三种流道内部压力和速度的分布情况。结果表明：在相同条件下，迷宫式流道结构有利于降压，但出口流速大，对冲式流道结构有利于控速，新型迷宫-对冲流道既能保证降压又能控制速度。     

锅炉给水泵迷宫式最小流量调节阀流动性能的试验研究

介绍了电站锅炉给水泵再循环系统最小流量调节阀的技术特性及使用状况。改用DRAG迷宫式最小流量调节阀来提高阀流阻系数ζ,从而使最小流量调节阀平稳多级降压,提高了流量调节能力。根据GB10869—89和GB／T4213—92设计测试系统,用水回路测试该阀的固有流量特性和阻力特性,为验证理论计算和该阀更深入的内特性试验、流场显示试验提供了重要依据。     

基于CFX给水泵最小流量阀流体性能仿真分析

采用CFX软件对给水泵最小流量阀流体性能进行数值模拟分析,研究了给水泵最小流量阀内部介质的流通能力及流动特性,分析阀门不同开度下Kv值曲线特性,并与试验结果进行对比,为给水泵最小流量阀的优化设计提供帮助。     

抑制调节阀流场空化的响应面结构优化

调节阀流场空化现象会产生空化振动和噪声等不良影响。优化阀内件的结构,抑制流场空化是设计高端调节阀的重要环节。为了实现调节阀内流场的逐级降压,减小空化现象的产生,设计了一种多级降压调节阀的外层套筒和笼式阀座。采用Fluent软件对阀内流场的流动特性进行数值模拟,得到流场压力、流量和气体体积分数的分布规律。采用循环式并联流量测试装置,对阀进行流量实验,验证了数值模拟的可靠性。通过Box-Behnken响应面优化方法探讨外层套筒和笼式阀座节流孔孔径、孔数及其交互作用对流场空化的影响,得出最优设计方案。结果表明,在不影响调节阀流量特性的条件下,70%开度时,优化阀内件参数后,最大气体体积分数从0.88下降到0.19,有效地抑制调节阀内流场空化现象。     

给水泵最小流量循环阀结构设计及数值模拟

最小流量循环阀是保护给水泵安全运行的重要流量控制部件.通过对两种迷宫流道以及两种最小流量循环阀整体模型进行模拟分析和对比,检验了不同流道通流面积和不同流道数量对其性能的影响.结果 表明,迷宫盘降压结构具有良好的压降控速效果,可以有效避免汽蚀现象的产生;采用12流道迷宫盘降压结构的最小流量循环阀的综合性能更优,压力分布更...     

给水泵再循环最小流量阀国产化改造

介绍了给水泵再循环最小流量阀,并对其故障原因进行分析。分别从多层套筒布孔位置、密封结构、小阀芯密封面尺寸、大阀芯密封面结构等方面,对给水泵再循环最小流量阀进行优化改造,实际使用效果良好。     

最小流量调节阀性能数值模拟分析

采用CFD软件对研发的最小流量阀内部流场进行了仿真实验,得到了阀内压力、速度、振动和噪声的情况。分析结果表明,迷宫式节流阀芯通过多级转弯流道实现逐级稳定降压,能够有效的限制流速上升过快,防止由于压力突变引起的闪蒸、气蚀及冲蚀、振动和噪声的损害。     

锅炉给水泵最小流量调节阀结构设计与仿真

为了研究某新型给水泵最小流量调节阀的流场特性,利用CFD仿真技术对最小流量阀进行流场分析。对最小流量阀的迷宫碟片进行优化设计和试验,并对最小流量阀整体模型进行流通性能验证。分析结果表明,迷宫流道能够很好地实现降压和控速要求,阀门整体流通性能良好,满足工况需求。     

基于动态重叠网格的阀芯振荡空化的研究

锥阀是压力控制阀中常用的阀结构形式,其阀芯的轴向振荡直接影响着压力控制阀的调压精度和工作稳定性。针对先导级锥阀,将动态重叠网格技术与可视化试验相结合,对锥阀振荡时启闭空化的产生原因进行了研究。结果表明：开阀时产生空化的原因是由于阀口开启时的射流;关阀时产生空化的原因是由于断流后液体惯性产生的低压压力波,且改变阀芯运动速度会对流动造成影响。     

热电厂用调节阀故障处理

1　存在问题美国马丁斯湾热电厂有2台850ＭＷ燃油发电机组,建造于70年代中期。这2台机组均由电动锅炉给水泵起动,起动泵用最小流量再循环调节阀把水送回除氧器,防止泵机受空化和过热。再循环调节阀是一种多级节流的两位式阀(图1),公称通径65ｍｍ(25英寸),额定最大流量48ｌ/ｓ,进口压力27ＭＰａ,调节阀的下游安装高压降多级孔板作为防空化装置。起动泵的故障有密封圈磨损,径向推力轴承损坏,运行配合间隙过大,轴弯曲,多级孔板出问题,孔板的节气门因腐蚀而断裂等现象,导致起动泵性能降低,出口管道出现金属碎片。图1　给水泵多级节流二位式阀2　…     

滑阀V形阀口漩涡空化数值仿真分析

使用大涡模拟法(LES)模型、Mixture多相流模型及Schnerr-Sauer空化模型对滑阀V形阀口空化流场进行了数值仿真模拟。分析了V形滑阀在不同出口压力下的速度云图、压力云图和空穴形状,讨论了其中空化产生机制。结果表明:V形滑阀中空化主要分布在阀口上半部分和阀口后的阀腔中,阀口中的空化由流体漩涡运动的低压引起,阀腔中的空化由流体漩涡运动造成的压力脉动引起;无空化时阀腔中各处压力脉动主频一致,主频随入口压力降低而增大,空化出现后会破坏压力脉动的周期性。     

超超临界最小流量阀强度及数值分析

超超临界火电机组中最小流量阀是锅炉给水泵系统的最关键阀门。目前,新建火电机组中该阀门基本以进口为主,为实现该阀门国产化的需求,对一台国产最小流量阀进行了强度及数值分析。应用ANSYS软件,通过静力学对阀门以公称压力及试验压力进行强度校核和数值分析,通过热力耦合的方式对阀门在工作温度下以公称压力及试验压力进行模拟,结果表明,该阀门的最大应力小于材料的许用应力,安全系数能够满足阀门的设计要求。通过样机的型式试验对阀门的强度及密封性能进行了试验确认,得到的结果和ANSYS仿真模拟的结果一致,阀门的整体结构满足设计所需,使其可靠性能得到了有效的保证。     

液压锥阀空化特性的计算与分析

针对四种不同阀口形状的液压锥阀,采用CFD软件STAR-CCM+中的高雷诺数k-ε模型,结合空化模型,对阀腔内流场进行数值模拟,分析不同阀口形状的锥阀产生空化的位置和强度,并定性分析入口压力对空化强度的影响.同时,对四种形状锥阀进行入口阶跃压力作用下的CFD动态计算,以验证其动态特性,结果表明:空化强度弱的结构,其动态特性较差;空化现象较为强烈的锥阀,其动态特性较好.     

低压下锥阀振荡空化的可视化试验研究

锥阀是压力控制阀中常用的阀结构形式,其阀芯的轴向振荡直接影响着压力控制阀的调压精度和工作稳定性。针对先导级锥阀,运用可视化的试验方法,研究锥阀在弹簧预压缩量不变且开启压力低于2.5 MPa时的阀芯振荡过程和阀口空化现象。结果表明,阀芯的振荡型态与流量密切相关。在流量低于2.0 L/min的失稳振荡现象中,阀芯会撞击阀座,阀口处流场瞬间断流,大量气泡在阀口尾部快速溃灭,并出现明显的回弹现象;在流量高于2.6 L/min的失稳振荡现象中,阀芯不会撞击阀座,阀口处出现有空化和无空化两种情况,且有空化失稳振荡时的阀芯振动和压力波动幅值明显大于无空化时;流量介于2.0~2.6 L/min时,阀芯的失稳振荡处于过渡区间,撞击阀座和不撞击阀座的现象都可能出现。     

多级降压高压差调节阀设计

1　概述多级降压高压差调节阀用于精确控制高温、高压、高压差以及含有固体颗粒流体的流量和压力。该阀综合了普通式、多孔式和迷宫式低噪音调节阀的优点 ,能防止液体空化产生汽蚀 ,减小了高速流体对阀内件的冲刷 ,降低噪音。2　结构和工作原理多级降压高压差调节阀按阀芯结构可分为平衡型和不平衡型 2种。图 1为不平衡型阀芯结构。由于阀芯受不平衡力作用 ,因此克服高压差时需要较大的执行机构输出力。该阀内件为金属刚性结构 ,单个流体通道的流通截面积较大 ,且多级阀芯每个台阶处的刃口与套筒上的窗口在阀关闭时有剪切作用 ,故适合于对高…     

水压锥阀空化射流流场结构与流量特性的相关性研究

为了研究水压锥阀空化流场与流量特性的相关性,对两种阀座结构的水压锥阀内部的空化射流开展了三维动态流场仿真.结果表明,直角型锥阀和倒角型锥阀均在阀芯后沿存在分离流诱发的附着型空化,在阀口下游有漩涡空化;此外,倒角阀座流道内亦存在分离流现象并形成附着型空化.倒角型流道入口处的分离流造成流体的局部加速,对于0.6 mm开口度...     

多级笼式套筒减压阀的设计及阀口流量特性研究

我国船舶蒸汽动力系统汽轮给水泵组属于小容量机组,所配置的再循环阀能保护给水泵在小流量工况下的安全性,但同时存在小流量工况时给水泵振动噪声显著放大的现象。因此需设置一联动的回水调节阀门,在给水调节阀开度较小的工况下,通过打开联动的回水阀提高回水量,降低给水泵机组以及再循环阀运行振动噪声。针对回水调节阀的多级笼式套筒减压阀口进行研究,利用FLUENT流体计算仿真软件对不同开度时阀口的流量特性进行了数值模拟,并通过试验对阀口的流量特性进行了验证。研究结果表明,多级笼式套筒减压结构使回水调节阀自身具有低噪声性能,可有效改善给水泵机组的运行工况。     

高速高压双圆弧斜齿齿轮泵空化抑制措施研究

双圆弧斜齿齿轮泵在高速高压工况下其内部流场空化现象严重，对齿轮泵的性能产生不利影响。为抑制齿轮泵的空化，建立了双圆弧斜齿齿轮泵吸油腔近啮合区域压力数学模型，以该区域压力值最大为目标函数，利用遗传算法对其各个影响因素求最优解，重新建立齿轮泵三维模型并设定模拟工况，利用动网格技术，通过PUMPLINX对齿轮泵内部流场的空化现象进行数值模拟，并分析了抑制空化后对齿轮泵的影响。结果表明：抑制空化后齿轮泵内部流场空化现象明显减小，齿轮泵的空化现象得到了有效的抑制，验证了吸油腔近啮合区域压力数学模型的正确性；相对于抑制空化前，抑制空化后的齿轮泵流量脉动和流量脉动率明显减小，泵出口流量脉动率减小了25.63%,泵出口平均流量提高了4.4 L/min,泵容积效率提高了10.04%,显著提高了双圆弧斜齿齿轮泵的性能。     

M310核电机组主给水泵调速优化研究

国内M310核电机组主给水泵广泛采用液力耦合的调速方式,其调速系统存在工作环境恶劣、供电可靠性低、单一故障停机等问题。而立式蒸汽发生器对水位波动非常敏感,研究如何提高主给水泵转速调节系统可靠性十分重要。本文对国内核电机组常用的几种调速方式进行了分析比较,介绍了笔者所在机组已落实的改进和进一步优化构想,为后续机组的方案设计提供参考。     

基于压力分布模式的液压阀空化噪声评价

比较Oshima和Ichikawa由液压锥阀实验所得空化噪声变化和阀座上的压力分布曲线,提出基于压力分布模式评价液压锥阀空化噪声的方法。对实验所用液压锥阀进行CFD解析,得到阀座上的压力分布曲线,与实验所得噪声曲线相比较,找到评价节流口噪声的3种压力分布模式。对带V形节流口的液压滑阀流入和流出两种流动状态进行CFD解析,验证了压力分布模式评价方法在滑阀空化噪声评价中的可行性。