| 题名 | 先导式调节阀流动及流激振动数值模拟研究 |
| 作者 | 朱禄 |
| 答辩日期 | 2019 |
| 导师 | 李树勋 |
| 关键词 | 先导式调节阀 CFD 正交优化 瞬态流场 模态分析 流激振动 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 英文摘要 | 本文是在国家自然科学基金项目(编号:51569012)的资助下完成的。随着第三代先进压水堆核电、1000万吨/年炼油、1000MW超超临界火电等国家重大工程的实施,调节阀作为流程中重要的控制元件,被提出了高性能和高可靠性的要求。先导式调节阀相比传统调节阀具有启闭力矩小、密封性能好、结构紧凑等优点,特别适合高温高压大口径场合,广泛应用于现代自动控制工业中。但是在实际生产应用中,先导式调节阀在启闭及调节过程,出现了阀芯组件振动,阀后压力和流量失调等问题,严重影响整个阀控系统的正常运行。本文针对以上问题,基于计算流体力学(CFD)方法开展了以下研究工作:(1)基于多级降压技术和可压缩介质流动方程,设计了先导式调节阀阀芯组件结构。基于经典弯管湍流模型,研究流域离散方法及雷诺数对湍流壁面摩擦系数和剖面速度分布影响规律,得到能够精确计算调节阀湍流内流场的数值仿真方法,为先导式调节阀湍流流场准确计算及流激振动奠定基础。(2)基于正交优化设计方法,建立了不同结构参数阀芯组件数值仿真模型,运用ANSYS CFX软件计算调节阀稳态流场,采用CEL语言监测阀芯面受力,分析调节阀结构参数对阀芯组件受力的影响规律,进行先导式调节阀结构参数的优化设计。(3)基于CFD方法,计算优化后先导式调节阀瞬态流场,得到了阀内不同位置压力脉动特性,通过压力脉动频域分析法,研究了调节阀开度对流域内不同点压力脉动的影响,得到了先导式调节阀在一定频率范围内的压力脉动幅值,为后续阀芯组件振动分析提供基础。(4)建立了调节阀阀芯振动力学模型,基于流固耦合模态分析方法和结构共振分析方法,研究了预应力以及调节阀开度对阀芯组件模态频率的影响规律,得到调节阀最佳工作状态,为调节阀防共振设计提供依据。通过上述研究为先导式调节阀结构设计提供参考,探究了先导式调节阀内瞬态流场及结构对模态影响规律,对先导式调节阀阀芯组件振动抑制设计具有指导意义。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 86 |
| URL标识 | 查看原文 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/95243]  |
| 专题 | 兰州理工大学 |
| 作者单位 | 兰州理工大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 朱禄. 先导式调节阀流动及流激振动数值模拟研究[D]. 2019. |
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