基于CFX的迷宫阀内流场数值模拟与试验分析

对某一特定型号的迷宫式调节阀,用solid works建立其内部流场模型。通过前处理软件Gambit划分并生成计算网格,应用CFX(流体力学数值计算模块之一)方法对调节阀内部流体流动特性进行仿真,得到该阀内流场流动特性的三维可视化结果。根据仿真结果绘出调节阀的流量特性曲线,与试验测定的数据进行比较分析。结果表明模拟值与试验值较好的吻合,为后续研究新的阀门、阀门故障诊断以及阀门流场优化等研究提供很重要的依据和参考。     

汽轮机调节阀和调节级特性建模与配汽优化

针对喷嘴配汽汽轮机,对调节阀和调节级联合进行建模,通过计算得到调节阀和调节级组合特性曲线,建立理论计算模型。该模型便于工程应用,利用调节阀和调节级组合的压比与阀门开度可计算得到准确的调节阀流量。基于计算模型,以某300 MW机组为研究对象,实现调节阀配汽函数的优化,并得到机组顺序阀流量特性;联合负荷和阀位,对其配汽方式进行优化。结果表明,经过验证调节阀和调节级的组合特性模型能够准确地反映现场调节阀特性。根据该模型实现流量特性的优化,得到合理的重叠度,提高阀门可控性;经过优化分析得到机组的最优滑压曲线,采用优化后的配汽方式运行,降低机组低负荷运行时的热耗,提高机组的灵活性和调峰能力。该优化方法对现场试验寻优提供理论基础。     

智能阀门定位器的流量特性实现研究

智能阀门定位器包含直线、等百分比、快开和用户设定等流量特性,用户可以自由设定。根据气动薄膜调节阀的特点,阀杆位移的变化与旋转电位器的变化呈非线性关系,通过非线性修正方法对阀位反馈进行修正。采用曲线拟合的方法,得到流量特性曲线方程,最终实现了智能阀门定位器直线、等百分比和快开流量特性,达到更高精度的流量控制要求。     

锻钢调节阀

调节阀是改变流体流量的装置。我厂通过引进先进技术 ,对调节阀阀瓣的形线进行了最佳设计 ,制造了锻钢调节阀 ,并通过试验得到了流体的流量特性。1　特性锻钢调节阀由组合阀门和流量控制标尺组成。阀门手轮旋转一周 ,标尺指针位移 1 %刻度。任何需要的开启调量 ,都可以通过旋转手轮达到。该阀阀瓣为单瓣抛物线形及Ｖ形缺口型。此结构可以确保阀门开启全程中流体按比例流过 ,达到最佳可控性。有 1个Ｖ形缺口的称为双瓣式阀瓣。有 2个Ｖ形缺口的称为 4瓣式阀瓣。阀座堆焊ＳＴＬ硬质合金 ,阀瓣经过表面硬化 ,因此密封副耐磨、耐腐蚀和耐冲刷。…     

调节阀流通能力的计算与分析

简述了调节阀流通能力的计算方法,对比分析各流量特性的特点并提出选择建议,模拟分析调节阀阀笼窗口曲线采用不同加工方式对流通能力的影响,为提高阀门流通能力提供了分析依据.     

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。     

浮动阀瓣式调节阀在气流调节中的应用

介绍了浮动阀瓣式调节阀的结构和工作原理及应用特点。由于该阀具有特殊的三级塔形阀瓣结构，所以驱动力小，行程短，容易改装成有微型结构的电动阀。为强化阀门的电动性能，讨论了对阀门进行改进设计的方法。通过在不同风压条件下，测量各开度时的气体流量，获得了为该阀在自动控制系统中应用提供建模依据的内特性。     

基于阀芯位移软测量的数字阀智能驱动方法研究

针对数字阀在目前驱动方法控制下存在动态响应慢、静态线性可控区间小、电能损耗较高等问题,提出一种基于阀芯位移软测量的数字阀智能驱动方法。建立数字阀机理模型,分析数字阀动态响应过程,得到驱动电压和阀入口压力是影响数字阀响应速度的关键参数;建立阀芯位移软测量模型,通过有限元仿真和试验修正温度对位移软测量模型的影响,精度达到92.04%;基于关键参数对数字阀动态响应的影响规律,提出一种智能驱动方法,阀芯位移软测量值作为多级工作阶段精准切换的条件,维持阶段驱动信号智能调节以适应压力的变化;搭建数字阀性能测试试验平台,验证智能驱动方法的有效性。结果表明,相较单电压驱动方法,智能驱动方法下阀芯启闭时间最高缩短43.9%,占空比-流量特性曲线线性区间最高提升20%,饱和区间均在10%以内,电能损耗降低66%。该智能驱动方法有效提高了数字阀的动静态特性,降低了线圈电能损耗。     

负载口独立控制双联阀建模与特性分析

 为解除液压执行元件进出口之间的联动,提出了一种负载口独立控制双联阀,基于2个单元体阀芯错位组合,能实现负载口的独立控制。根据其工作原理,建立了阀控缸数学模型,进一步利用MATLAB/Simulink搭建了数值求解模型,对该阀在3种不同工况下的工作特性进行了分析。分析结果表明,通过对阀芯角位移和线性位移在工作行程零位及行程末端附近的联合控制,分别可实现微小流量稳定控制和大流量快速响应控制;阀芯角位移单独控制时,负载流量与之成正比,具有良好的线性流量增益效果;阀芯线性位移单独控制时,相同供油压力下能获得最大的负载流量和活塞位移。该阀具有较高的流量控制精度和灵活性,可为复杂工况下流量和压力的匹配补偿控制提供新思路。     

核电厂合流型硼酸三通调节阀的流量特性研究北大核心CSCD

针对核电厂合流型硼酸三通调节阀出现的流量分配调节能力差、响应时间长、部分阀位调节性能失效等问题,分析了三通阀在不同阀位及不同工况下的流动特性,建立了数值仿真模型,绘制流量特性曲线和流量分配曲线,并通过流量试验数据进行验证。研究发现:阀中腔易产生低速涡旋,降低阀流通能力,该现象在中间开度影响更为明显;出口总流量较大时,阀芯受不平衡力矩,影响阀开启和关闭性能;出口总流量较小时,30%~80%之间的阀位调节性能较弱;三通阀两入口管路内压力不等导致一部分阀位失去调节功能,且在两入口管路内压力差一定的条件下,三通总流量越小,阀位失效范围越大。研究结果可为给该类阀门结构优化设计提供理论指导和依据。     

低压降调节阀

本文介绍的低压降调节阀是具有特定流量特性的新型阀。在ΔP_R~*(定义见后面)为0.1工作时,它的安装流量特性为线性或等百分比,使该阀与被调对象所组成的广义对象静态增益为常数。这样的阀特性是符合线性控制原理要求的。该阀在ΔP_R为0.1左右运行时,可实现流量调节系统的优化控制,并能较大幅度降低调节阀在运行过程中的节流损耗,达到节约流体输送过程中动力消耗的目的。     

汽轮机旁路调节阀阀杆断裂问题处理

A核电项目一号机组一期工程使用的汽轮机旁路调节阀为先导式气动调节阀,执行机构为气缸,阀体结构为笼式。该类型阀门在启机期间发生阀杆断裂问题,最终导致机组状态后撤,影响机组检修工期,且潜在影响一回路热功率。为提高该设备阀杆可靠性,避免该故障在后续项目上重发,文章从阀杆强度设计进行分析,指出目前阀门制造厂家阀杆强度校核方法中存在的问题,并给出优化措施。结合安装质量控制,提出阀杆和气动杆同心度标准要求。为解决该类阀杆断裂问题提供改进方法。     

套筒式调节阀套筒节流孔的结构改进

针对套筒式调节阀因工作时阀内流体压差过高、流速快,易在套筒节流孔处产生阻塞流,导致在一定开度下阀门流通能力降低,阀内噪声增大,致使套筒、阀芯、阀座损坏的问题,以DN80套筒式调节阀为研究对象,对调节阀套筒节流孔型进行改进,并对比分析两种结构下阀门的流通特性。在中国天瑞水泥集团有限公司的实验室内搭建实验平台,分析调节阀流道内流量系数曲线图和流阻系数曲线图,并通过数值模拟技术予以对比验证。研究结果表明,在全开时,流缩型的流通能力明显高于另外两种,流量为18.257 kg·s^-1,流通系数为163.135。较原模型全开时流量14.876 kg·s^-1流通能力提升约22.73%,验证了流缩型节流孔改进的合理性。     

小型高效蒸汽轮机主汽阀的优化设计

数值模拟了某小型高效汽轮机主调阀内的全三维复杂蒸汽流场,给出了阀门的整体流量特性曲线,分析了阀门内部流场细节,指出调节阀的喉道附近流场分布不均匀是造成阀门损失的主要原因。接着对阀碟型线进行优化,优化后的阀门通流量减小,流场内部涡流区大大减小,速度分布不均匀性得到改善,湍动能范围和幅值大幅度下降,这一切表明阀门的效率和稳定性得到很大的提高。最后,实验验证了阀门的通流特性和安全性,为阀门的结构优化设计提供了重要依据。     

阀口形状对套筒调节阀调控特性的影响

为了满足管道系统调节性能的要求,本文基于计算流体力学(CFD),研究了阀口节流截面形状对套筒调节阀调控的影响。讨论了椭圆型阀口、V型阀口和扇形阀口3种类型的节流阀。结果表明,流道的几何形状对流量系数影响很大;V形阀口具有类似的等百分比流量特性;扇形阀口具有类似的线性流动特性。相对特性随截面形状的变化而变化。在小开口时,阀门的内部流动更为复杂。阀芯附近的能量损失相对较大。     

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。     

主动先导级控制的电液比例流量阀建模与仿真

高精度电液比例流量阀是很多重大机械装备中电液控制系统的核心部件，但采用压差补偿器或流量传感器控制流量，会降低阀的通流能力，增加系统功率损失和发热。因此，提出利用电机驱动液压泵作为先导级，连接Valvistor主阀，构造新的高精度电液比例流量阀，使主阀流量与先导流量成正比，其无论压差大小、正负皆可输出稳定的先导流量，达到提高流量阀的低压可控性和动态响应特性的目的。建立了新电液比例流量阀的数学模型，并建立其AMESim模型，对该阀的静动态特性的影响进行计算仿真分析，为进一步优化新电液比例流量阀结构提供依据。     

X~3流量特性阀瓣设计

从调节阀的流量特性数学表达式出发,结合阀瓣设计的基础理论和CFD仿真,为单座式柱塞调节阀设计了一种新型流量特性——X~3流量特性,并通过拟合化工生产线的具体工况,确定了表达式中流量特性形态范围、斜率调节系数。新设计的流量特性可用以弥补线性和等百分比这两种常见流量特性的调节缺陷,为对调节阀有更高可控性要求的用户提供了一种局部调节精度较高的选择。最终通过对一台X~3流量特性DN50单座式调节阀进行流量试验,验证了此设计的可行性。     

高压气动压力流量复合控制数字阀压力特性研究

气体的可压缩特性使得压力和流量可以通过同一个阀门进行控制,为此提出了一种高压气动压力和流量复合控制数字阀,该阀包括八个二级开关阀,通过控制器和压力传感器构成压力闭环反馈控制,二级阀阀口采用临界流喷嘴结构以减少压损。在介绍阀门结构和工作原理的基础上,对二级开关阀阀口面积的编码方案进行了研究,并利用仿真软件AMESim建立了系统模型。仿真结果表明,该复合控制阀能够实现快速准确且稳定的压力输出,气源压力为20 MPa的情况下,输出压力的范围为1~19 MPa,稳态偏差在±01 MPa 以内,具有较好的压力控制特性。     

汽轮机高、中压进汽阀门调试

高、中压进汽阀作为汽轮机系统最为重要的阀门,控制着主蒸汽进入汽轮机的流量,是调节汽轮机转速以及机组运行功率的关键设备,也是机组能否安全经济地运行于各种工况,满足供电质与量要求的关键。由于阀门所处的环境恶劣,对其可靠性要求非常高,因此在调试中对其动作功能的验证显得尤为重要。本文主要介绍了高、中压进汽阀的功能及工作原理、调试项目、调试过程中碰到的问题并提出解决方案和改进建议。