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。     

超超临界最小流量调节阀的设计及数值分析

为快速适应国内火电机组向大容量发展的趋势,文中对一台超超临界最小流量调节阀进行国产化设计,并对其内部结构进行优化。为进一步保证阀门芯包内流特性设计的合理性,文中利用CFD数值计算方法对其内部整体流场进行分析,首先对调节阀在全开状态下的流场进行计算,接着对其在不同开度下的流量特性进行分析。最后通过试验的方法对阀门的流量特性进行验证。结果表明:采用两种不同型式迷宫盘叠加布置的最小流量调节阀能够产生较好的节流降压效果,在不同开度下均能保证较好的流量特性。     

DN100型物联网流量型平衡阀性能试验研究

针对温度型平衡阀调控中的滞后性等问题,提出采用一种物联网流量型平衡阀,通过模拟3种阀芯形状（W型,V型,O型）的DN100物联网流量型平衡阀在不同开度时进出口压力的变化,计算出流量特性曲线,并利用试验台对W型阀门进行流量性能试验,研究阀门开度、阀门进出口压力与流量之间的函数关系,并对数值模拟结果进行论证。结果表明,压力场轴向分布特性和流量适配性相较于V型阀和O型阀,W型阀芯具有更好的调节能力,在对应的流量下,W型阀门开度在45%～63%之间,调节范围大,符合等百分比阀门特性,可实现小流量时精细调节、大流量时快速调节。研究结果可为物联网流量型平衡阀的设计和应用提供参考。     

一种核级仪表阀的抗地震冲击研究

介绍了核级仪表阀抗地震冲击分析的要求。基于有限元分析方法,应用ANSYS对有、无压力和热预应力的情况进行了对比研究,计算阀门整机的振动模态以及在承受地震载荷共同作用下的应力及变形,然后根据ASME规范对阀门的工作部件做出应力评定和强度校核。结果表明,该波纹管核级仪表阀在标准地震载荷及设计组合载荷作用下能保持结构完整性和可运行性。     

基于VB和ANSYS参数化建模的高压加热器应力分析和强度评定

高压加热器是大型火电机组回热系统中的重要设备,由于压力高、质量大,往往需要进行分析设计,以确保安全性和经济性。针对高压加热器有限元分析过程难度大、对分析人员专业性要求较高的问题,提出应用VB(Visual Basic)开发基于ANSYS的可视化自动数值分析软件的方法。软件通过设计高压加热器结构与操作参数的VB输入界面,结合ANSYS的APDL语言自动建立高压加热器有限元分析模型,进行应力分析,提取分析结果并进行强度评定。以某高压加热器为例,详细介绍了该程序的功能及使用方法,通过软件输入加热器的参数,并进行自动应力分析,达到了自动化设计的目的,有效地提高了设计人员的工作效率。     

抽汽逆止阀关键技术的研究

通过建立抽汽逆止阀三维模型,利用ANSYS进行有限元仿真应力分析及流体分析,校核抽汽逆止阀在使用工况下阀体及阀盖的应力强度,并模拟抽汽逆止阀阀瓣在开起过程中的受力情况及流阻系数。最终验证设计的抽汽逆止阀的性能是否满足使用需要,从而指导抽汽逆止阀的设计与优化。     

特种车辆悬架减振器变厚度阀片变形计算及应用研究

为了同时满足特种车辆悬架减振器阀片应力强度设计及阻尼特性精确设计的需求,须采用变厚度节流阀片,然而目前尚无精确的变厚度节流阀片变形解析计算公式。根据变厚度节流阀片力学模型及曲面转角微分方程,建立变厚度阀片在均布压力作用下的变形解析计算式。利用ANSYS有限元软件对解析计算式正确性进行仿真验证,结果表明解析计算值与仿真值吻合且相对偏差在0.27%以内。通过实例,利用变形解析计算式对变厚度阀片进行设计并进行试验验证。试验结果表明,所设计的变厚度阀片同时满足了阀片应力强度与阻尼特性精确设计的要求,所建立的变厚度节流阀片变形解析计算方法是可靠的。     

阀杆倾角对角座阀流量特性影响的数值研究

采用计算流体动力学方法研究阀杆倾角对角座阀流量特性的影响。分别采用数值模拟和实验测试,获得了在不同阀门进出口压差条件下,阀杆倾角为45°,55°和60°时阀内介质体积流量,对比验证了数值计算的准确性。在此基础上,对不同阀杆倾角条件下阀内的流场和阀门的通流能力进行分析。结果表明阀内的最高流速及速度场分布对阀门的通流能力具有重要影响：当阀杆倾角为45°时,阀内介质的流速最高,流量系数最大,流阻系数最小;阀杆倾角处于45°～60°范围时,随着角度的增加,角座阀的流量系数随之降低,流阻系数相应增加。对于该流道结构的角座阀,阀杆倾角推荐采用45°～50°的设计范围。     

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。     

风洞调压阀数值模拟和结构设计

以国内2.4m跨声速风洞调压阀为对象,使用CFD软件、采用基于压力的隐式coupled算法和标准k-ε湍流模型,实现了调压阀可压缩稳态流场的数值模拟,及对调压阀加设整流锥、调压阀并联旁路阀和调压阀并联旁路阀并加设整流锥三种阀门模型进行数值模拟和验证。结果表明,数值模拟的流量与真实值误差0.43%,压力场、速度场能反映实际现象,旁路阀全开时增加87%以上的流量,整流锥降低了阀后压力梯度和校正轴向核心流偏向作用明显。     

管道用全焊接球阀设计的模拟计算与分析

为消除了局部应力造成阀门性能及寿命降低、介质阻流的隐患,以QX67F/H-Class300全焊接球阀为研究对象,在设计温度为120℃,设计压力为Class300Lb的工况条件下,应用数值模拟计算与实际应用特征分析相结合,进行壳体、球体、阀座等的应力和变形分析、以及流体流量系数和特性分析。通过模拟分析为以前以物理试验样机反复制造、试验及改进设计直到定型通过的高成本方式提供了有效指导。在大幅度缩短研发和试验周期的同时降低了企业各项成本,为今后该类阀门的优化设计、系列化研发及工艺编制提供参考依据。     

核电机组给水泵最小流量阀布置位置对阀门空化的影响

由于其所在管系的工艺系统特点,核电机组给水泵最小流量阀内工质很容易产生空化现象。对最小流量阀空化产生的原理进行了分析,并对某核电机组给水泵最小流量阀高低位两种布置方式进行了介绍,通过建模对两种布置方式下最小流量阀运行参数进行了计算。针对该核电机组研制的一种多级迷宫式最小流量阀,分别对两种布置方式进行了阀内流场的数值模拟计算。结果表明,低位布置可以使最小流量阀后压力提高。阀后压力的提高加上迷宫式节流槽分级降压作用,可以消除最小流量阀的空化产生。     

基于ANSYS/LS-DYNA的弹簧式速关阻爆阀冲击仿真

根据弹簧式速关阻爆阀的结构形式,采用Pro/E对其进行三维建模,并导入ANSYS/LS-DYNA软件对阀板冲击阀座的过程进行仿真模拟,分析其冲击特性。同时通过动态力学模型计算对比仿真模拟得到的结果,验证其正确性。最后得出结论:ANSYS/LS-DYNA能够准确地仿真模拟阻爆阀关闭时阀板对阀座的冲击过程,且结果表明,阀板与阀座在受冲击时的等效应力应变仍在弹性范围内,但阀板存在反弹现象,对阀座造成二次冲击,这不仅延长了阀门的关闭时间,而且影响了阀门的使用寿命,设计时应采取措施避免。同时需综合考虑阀板与阀座的选材问题。     

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。     

核一级截止阀的抗震分析

应用有限元法的数值仿真手段,模拟包括地震在内的各种载荷作用,通过等效静力法对核一级截止阀进行应力分析,然后根据ASME规范对各主要部件进行应力评定和强度校核,确定了阀门各部件结构在极限安全地震条件下满足强度要求,能够保证压力边界的完整性。     

6通径旋转型换向阀的设计分析

根据换向阀6通径、三位四通的设计要求完成设计。通过改变阀芯相对阀体的位置使阀芯做旋转运动,实现油液的沟通、切断及换向,满足工作要求的控制。进行应力分析及换向阀阀腔压力损失分析,完成了旋转型换向阀阀芯的结构设计。在满足结构强度和0.5 MPa压力损失的条件下完成了阀体和顶板的结构设计,使用CFD软件对旋转阀进行了流量特性仿真。将旋转阀加工成实体进行试验,试验结果与CFD仿真的流量特性进行对比,结果较吻合。     

水下机器人耐压壳体结构优化

基于响应面法对水下机器人耐压壳体结构优化,以耐压壳体结构5个尺寸为优化变量,借助ANSYS求解结构应力响应数值,利用组合试验缩小优化变量范围后进行响应面试验设计,优化约束条件为耐压壳体强度和稳定性满足要求,目标函数为壳体质量最小,利用Design-Expert试验设计软件进行响应面优化求解,将结果与利用1st Opt数值计算软件得到优化数值对比,最终优化结果为耐压壳体质量降低15.52%,且壳体满足强度和稳定性要求,达到优化目的。     

LNG深冷调节阀结构强度及阀杆振动分析

以LNG接收站某工位深冷调节阀的模型为研究对象，针对LNG接收站深冷调节阀承压元件安全性和细长阀杆易发生振动的问题，采用ANSYS Workbench有限元分析软件，对阀体、上阀盖进行强度试验工况下的结构分析，得到各部件的等效应力，并进行应力强度评定。对阀门正常开度工况下的内部流场进行瞬态流场分析，分析流体动态特性对于阀杆的扰动情况。另外采用流固耦合模态分析，得到阀塞和阀杆部件的流固耦合的前六阶模态振型和频率，以此判断调节阀阀杆是否易发生振动。结果表明，该LNG深冷调节阀在正常工作时，各阶流固耦合模态频率均大于120Hz，且阀杆周围流体基本处于静止状态，阀杆不易发生振动现象。     

一种新型智能流量控制阀的研究

阐述了一种新型智能流量控制阀的设计方法、数值计算和实验验证过程.利用加权面积方法设计了配流板的通流面积,并用数值模拟的方法,计算和分析了阀内流体的压力、速度场的分布以及阀门阻力系数的变化.最后搭建实验平台,验证了阀门的流量特性.结果表明加权面积法适用于新型智能流量控制阀的设计.     

最小流量调节阀内部流场及流量特性模拟研究

通过数值模拟的方法,模拟高压差运行工况,对设计的最小流量调节阀的调节特性进行分析研究。模拟试验的结果表明迷宫流道结构能达到均匀降压,提高节流副的阻力系数,减小流体在阀门流道中产生汽蚀的可能性,为保证阀门的使用寿命和可靠性提供理论依据。