资源目录
压缩包内文档预览：
编号：32791946
类型：共享资源
大小：53.68MB
格式：ZIP
上传时间：2019-12-09
上传人：遗****
认证信息
个人认证
刘**（实名认证）
湖北
IP属地：湖北
30
积分
- 关 键 词：
-
调节
汽蚀
结构
优化
设计
- 资源描述：
-
单座调节阀抗汽蚀结构的优化设计,调节,汽蚀,结构,优化,设计
- 内容简介：
-
质质量量反反馈馈单单( (客客户户）本本单单销销售售人人 编编制制日日期期：2011年1月4日版版本本修修改改日日期期: :2013年11月25日编编制制: :丁苏明核核准准: :钱惠国文文件件编编号号: :DELAN-QMS-FRMQ-040 版版本本：2外外部部反反馈馈单单序序列列号号客户名称：中核苏阀原生产令号：用户图号：KA-50E10FC数量:3项目名称：山东济矿民生热能有限公司原合同编号：DLNY20101022A本厂图号：口径:用户联系人： 朱建峰联系方式：130-0451-0517原交货期：2010年11月28日是否在质保期内：否工作温度:工作压力:公称压力:1.1.问问题题描描述述: :2.2.阀阀门门类类型型： 调节阀 阀芯与阀座冲蚀严重，造成阀门严重泄漏，不能进行正常调节使用，已影响设备的安全运行。3.3.客客户户要要求求: :4.4.要要求求完完成成日日：未定（1）确认是否为业主使用过程中造成的损坏，或有其他原因，并作出处理。5.5.初初次次原原因因分分析析：6.6.暂暂定定责责任任者者： 7.7.问问题题照照片片: :注：1、此单由营销部传递到技术支持及品质部。2、品质部在半个工作日内组织相关部门分析原因，并拿出处理方案。3、基本信息应有营销部内勤填写。填表/日期： 冉欣欣2014/2/13审核/日期：质质量量反反馈馈单单( (客客户户）本本单单销销售售人人吴吴文文远远 编编制制日日期期：2011年1月4日版版本本修修改改日日期期: :2013年11月25日编编制制: :丁苏明核核准准: :钱惠国文文件件编编号号: :DELAN-QMS-FRMQ-040 版版本本：2外外部部反反馈馈单单序序列列号号客户名称：四川格林原生产令号：DLNY-20130201HTA-01用户图号：1-1/2“DY25W1F222-1/2“DY25W1F22数量:4FB2013112801FB2013112801项目名称：45544444444原合同编号：DLNY-20130201HTA-01本厂图号：1-1/2“SY25W1F222-1/2“SY25W1F22口径:1-1/22-1/2”用户联系人： 吴文远联系方式： 15850048888原交货期：2012年11月25日是否在质保期内：是工作温度:548工作压力:16.8Mpa公称压力:2500LB1.1.问问题题描描述述: :2.2.阀阀门门类类型型：主蒸汽疏水阀1.456646465k46544600002.555668p566653.3.客客户户要要求求: :4.4.要要求求完完成成日日：2013年11月25日1.456646465k46544600002.555668p566655.5.初初次次原原因因分分析析：6.6.暂暂定定责责任任者者：营销部1.456646465k46544600002.555668p566657.7.问问题题照照片片: :注：1、此单由营销部传递到技术支持及品质部。2、品质部在半个工作日内组织相关部门分析原因，并拿出处理方案。3、基本信息应有营销部内勤填写。填表/日期：吴文远2013/11/25审核/日期：1.蓝蓝色色字体及蓝蓝色色框框内内的内容由销售人员填写；2.红红色色字体处的内容由技术支持人员填写；3.黑黑色色字体处的内容由品质部售后人员填写。山东济矿民生热能有限公司电动调节阀报价单序号设计编号型号规格数量单价（万元）总价（万元）生产厂家1MV402A50KA50E10FC10.80070.8007中核集团苏阀2MV402B50KA50E10FC10.80070.8007中核集团苏阀3MV402C50KA50E10FC10.80070.8007中核集团苏阀4MV402D40KA-40E1.6FC10.38750.3875中核集团苏阀5MV402E40KA-40E1.6FC10.38750.3875中核集团苏阀6MV402F40KA-40E1.6FC10.38750.3875中核集团苏阀7PCV40150KA-50E4.0FP10.93360.9336中核集团苏阀8CV402100KA-100E1.6FC10.98640.9864中核集团苏阀9ILCV20150KA-50E4.0FC10.58230.5823中核集团苏阀10CV5001A150KA-150E6.4WC12.21182.2118中核集团苏阀11CV5001B150KA-150E6.4WC12.21182.2118中核集团苏阀12TV5004A50KA-150E6.4WC10.73960.7396中核集团苏阀13TV5004B50KA-150E6.4WC10.73960.7396中核集团苏阀14MV302A50KA50E10FC10.80070.8007中核集团苏阀15MV302B50KA50E10FC10.80070.8007中核集团苏阀合计：13.5711报价：壹拾叁万伍仟柒佰壹拾壹元整注：本报价含17%增值税及运费。付款方式：合同签订后一周内付30%预付款，余款在交货时付清发货。交货期：合同签订后75天。联系人：顾美林 联系电话：13806218527项 目名称PROJECT项 目编号ITEl l合 同号 CONT。N0设计阶段DEs .STAGE编铕刂PREP.徐海洋调节阀数据表s PECIFICATl ON FOR COTROL VALVE校对CHK.膨彡9口 叼审核 u Vr位号TAGM茌02A M402B M402C阀体组件 BODY数 量Qu a n t i t y阀 门 型 式 a l v 。t y p c直通式用途s c w i c c l #弼中压给水泵再循环调节阀型号Mo d c KA-50E10FC管道编号ID阀 体口径Bo d y s i z e (n l m )管道材质Li n e Ma t e r i a l20#阀座通径Po r t s Si z e (m m )管道规格Li n e s i z eDN 57x 3公 称 压 力Ra t i n g (MP操作条件0PERATION连接方式Co n n e c tDN50 PN10 MF工艺介质Fl u i d Na 1n c水阀 体 材 质Bo d y Ma t e r i a lWCB流 体 状 态F1u i d s t a t e液 态阀 芯 材 质Pl u g Ma t e r i a l1Cr 13工作温度 0p e r a Te m p (C)10在阀 座 材 质Se a t Ma t e r i a 11Cr 13最 大 流 量Ma x Fl o w r a t e (t /h )泄漏等级Le a k a g e Cl a s s正常流量 No r F1o W r a t e (t /h )氵 芹 已 曩 鳘丬 是 早.l s Ch a r a c t e r 1s t i c等百分比撑 羲 犭、莎 充 廛 鳘 Mi n F1o w r a 七 e (t /h )阀盖形式Bo n n e t Tm e标准阀前压力In Pr e s s (Mp a )最大流量时F m 填 料Pa c k i n gPTFE正常流量时F n o r5。5额定行程a l v e s t r o k e (m m )最小流量时F m i n制造厂Ma n u Fa c t o r y阀后压力0u t Pr e s s (MPa )最大流量时Fm 曲7执行机9构ACTUATOR正常流量时F n o r型式Ty p c电动最小流量时F m i n型号Mo d c IQM10最 大 压 差 Ma x DP P (Mp a )作用形式Ac t i o n正 常 压差No r DPP r l Ip a )电压功率220AC最 犭、压 差 Mi n DP P (Mp a )触 点*mE, Shut off Press (Mpa)手轮Ha n d Wh c c lT0P彐二F犭爹压乏 0p e r a De n s i t y (Kg /m 3)制 造 厂Ma n u Fa d O1yR0TORK标 准 密 度ST De n s i t y定 位 器 POs ITONER比 重s P。Gr .型式Ty p c气体分子量 血.W厂家Mo d e 动 力 粘 度Dy n a m i 。i s s i t y c p输 入 信 号In p u t s i g n a l (m A)等 熵 指 数Sp e c He a t s Ra t i oHnFh Air Supply (Mpa)归E留耆勇氐鳌攵 Co m p r e s s Fa Ct o r防爆等级EXP.C1a s sfi,(Xtr*h Vapor Pressure (Mpa)电 气 接口尺 寸ELEC.c ONN临 界 压 力Cr i t i c a 1Pr e s s r l l p a )附I+ ACCESSORY计算Kv 值Co l c u l a t e KV最大Ma x过滤器减压阀 树r s c t正常No r电磁阀So 1e n o i d型号Mo d e 屑 勖 犭、 Mi n电 压El c c 钌i c Vo a p选 择Kv 值Se 1e c t 0d Kv备注Re m a r k s :阀门开度Tr a e 1(%)最大Ma x正 常 No r勋 洌 冫 砀:最犭、 Mi n最大噪音No i s e L山e l (d B)85气源故障时阀位Ai r Fa i l P12单座调节阀抗气蚀结构的优化设计2016届本科生毕业设计（论文）开题报告课题名称 单座调节阀抗气蚀结构的优化设计专 业 过程装备与控制工程 专业方向 过程装备与控制工程 班 级 12102211 学 号 1210221115 学生姓名 孙昊 指导教师 林莹 教研室 过程装备与控制教研室 上海应用技术学院机械工程学院2016年 3 月 4 日1 开题依据调节阀又名控制阀，在工业自动化过程控制领域中，通过接受调节控制单元输出的控制信号，借助动力操作去改变介质流量、压力、温度、液位等工艺参数的最终控制元件。一般由执行机构和阀门组成。如果按行程特点，调节阀可分为直行程和角行程；按其所配执行机构使用的动力，可以分为气动调节阀、电动调节阀、液动调节阀三种；按其功能和特性分为线性特性，等百分比特性及抛物线特性三种。调节阀适用于空气、水、蒸汽、各种腐蚀性介质、泥浆、油品等介质。英文名：control valve，位号通常FV开头。调节阀常用分类：气动调节阀，电动调节阀，液动调节阀，自力式调节阀。单座调节阀(如图1.1)阀体内有一个阀芯和一个阀座，具有泄漏量小的特点。该阀不平衡力大，其允许压差较双座阀小，在高压差、大口径时，最好配上阀门定位器。公称通径25mm的阀为双导向结构，只要改变阀杆与阀芯的连接位置就可实现气开或气闭。 图1.1 单座调节阀 空蚀（cavitation；cavitation erosion）又称气蚀，穴蚀。流体在高速流动和压力变化条件下，与流体接触的金属表面上发生洞穴状腐蚀破坏的现象。常发生在如离心泵叶片叶端的高速减压区，在此形成空穴，空穴在高压区被压破并产生冲击压力，破坏金属表面上的保护膜，而使腐蚀速度加快。空蚀的特征是先在金属表面形成许多细小的麻点，然后逐渐扩大成洞穴。调节阀用于调节工业自动化过程控制领域中的介质流量、压力、温度、液位等工艺参数。改变调节阀的开度，可以实现介质流量、压力、温度和液位的调节，调节阀的用途十分广泛。在生产现场，调节阀直接控制工作介质，尤其是高温、高压、低温、强腐蚀、易燃、易爆、易渗透、剧毒及高粘度、易结晶等介质情况下，若选择或使用不当，往往会给生产过程自动化带来困难，导致调节质量下降，甚至会造成严重的生产事故（如图1.2）。而汽蚀正是阀门使用过程中对阀门损害最大的流体力学问题。在很多有水力机械的地方，经常可以看到凋节阀、减压阀等节流阀的阀瓣和阀座等零件内部产生磨痕、深沟及凹坑，这些大多是由汽蚀引起的。汽蚀是一种水力流动现象，这种现象既能引起调节阀流通能力kv减小，叉能产生噪音、振动及时设备的损害，进而严苇影响阀门的使用性能和寿命。因此控制和降低调节阀受汽蚀的影响是阀门设计和使用时要考虑的问题之一。 图1.2 气蚀作用而破坏的零件2 文献综述2.1防止汽蚀破坏的方法 众所周知，当普通阀门的开度为最大时，阀门内不存在汽蚀的可能性，即普通阀门不会在阀口处产生闪蒸和汽蚀，因为在最大开度时没有形成节流装置。然而，当阀门开启和关闭时，由于阀口开度由小变大或由大变小，这时候形成了大小不一的收缩断面，完全具备了汽蚀的条件，只是时间不很长，汽蚀作用不很明显，但长期、多次反复的汽蚀作用使阀口密封面的破坏逐步扩大而导致阀门的泄露。同理，在高压调节阀中也始终存在着开启和关闭过程中的汽蚀现象，这就是在阀门设计中常被忽视或者说不能被有效遏止的汽蚀问题。开启时，阀芯被逐渐提起，开度由零逐步变大，形成了节流装置，而此时作用在阀口的压力达到了入口处的压力，阀口处的压差上升到最大值，且有一定的持续时间，因此，阀口被汽蚀(冲刷)的可能性就急剧增大。关闭时，阀口开度逐渐变小(正常工作时，阀口的开度一般比节流降压处的开度大得多，因而压降很小)，压差相应增大，因此，在关闭过程中，阀口发生汽蚀(冲刷)的可能性也越来越大。一般情况下，高压调节阀在工作时需频繁起闭，而且起闭速度也不可能达到快开(断)阀的速度，因此，长时间运行的结果必然是阀口被汽蚀(冲刷)而达不到密封的要求，如连续排污阀、最小流量阀等压差较大的阀；即使压差较小的调节阀，如减温水调节阀等，由于频繁的起闭，且都没有有效地防止阀门在起闭过程中的汽蚀问题，所以，一段时间后阀门便失去了密封性能。调节阀里的气蚀是不能预防的。所能做到的就是防止气蚀的破坏。在调节阀设汁中影响着气蚀破坏的因素主要有阀门结构、材料性能和系统设计。对于空化破坏，可以采用曲折路径、多级减压和多孔节流的阀门结构形式予以防止。材料选择。一般情况下，高硬度的材料更能抵御气蚀和空化的破坏。硬度高的材料一般用于制造斛体。如电力行业常选用铬钼合金钢阀门，wc9是常用抗腐蚀的材料之。如果角形阀下游配装材料硬度高的管道，其阀体可以选用碳钢材料，因为仅仅在阔体下游部分才有气蚀液体。阀门结构。虽然阀门结构与产生气蚀无关，但是却能抑制气蚀的破坏。采用介质由上至_卜方向流动的角形阀结构比用球形阀体更能防止气蚀破坏。气蚀破坏是高速度的饱和气泡冲击阀体表面，并腐蚀阀体表面造成的。由于角形阀中的介质直接流向阀体内部下游管道的中心，而不象球形阀一样直接冲击体綮，所以大大减弱了气蚀的破坏力；多级减压。多级减压中的每一级都消耗一部分能量，使得下一级的压力相对较低，减小了下一级的压差，压力恢复低，避免丁汽蚀的产生。一个成功的设计可以使阀门在承受较大压差的同时还能保持缩流后的压力高于液体的饱和压力，防止液体汽蚀的产生。因此对于相同的雎力降，一级节流比多级节流更容易产生汽蚀；多孔节流设计。多孔节流是一种综合设计方案。采用特殊的阀座和阀瓣结构形式，使高速液体通过阀座和阀瓣每一点的压力都高于该温度下的饱和蒸汽压，并采用汇聚喷射的方法，使调节阀中液体的动能由于相互摩擦而转换成热能，从而减少气泡的形成。 另一方面。使气泡的破裂发生在套简中心，避免了对阀座和阀瓣表面的直接破坏。每种不同的小孔设计都影响着阀门的应力恢复程度。图3a)薄形金属板式结构流通效率最差，但压力恢复系数KM值较高具有较低的压力恢复不易产生汽蚀。图3b)厚形金属板式结构流通能力较高但压力恢复系数KM值较低，易产生汽蚀现象。图3c)复台式结构是前两种设计的综合与平衡，不但有较高的流通能力而且仍能保持较高的KM值，从而具备较低的压力恢复，避免了汽蚀现象的发生。因此这种设计是预防汽蚀很典型的有效方案之一。2.2从阀门结构防止气蚀破坏的方法从汽蚀形成的机理考虑，仅靠提高材料的抗汽蚀性能是远远不够的，因为汽蚀时气泡破裂的能量已足够大(最高压力可达104MPa或以上)，不管材质多坚固，均能把所碰到的金属或多或少的局部撕裂，所以只有从结构上提出解决方案才是根本性的。持续差压和节流装置的共存是形成汽蚀的关键，因此，在设计中只要解决了持续差压问题，那么，也就解决了阀门在启闭过程中的汽蚀问题。近年来，国内外一些调节阀厂商都研发了各种不同类型的专门应用于苛刻工况下的多级降压调节阀。综合国内外的一些现有产品资料及参考文献，依据阀内节流降压组件的结构形式不同，可以分为三种类型：串级式多级降压调节阀，多层套筒式多级降压调节阀和迷宫盘片式多级降压调节阀，分别可以适用于各种苛刻条件的场合。图3为常见的三类多级降压调节阀阀芯部分结构简图。2.2.1 串级式多级降压调节阀图2.1中(a)为串级式多级降压结构，这种结构把原本的一个整体的节流区域以多个分开的节流区域互相串联，从而使较大的压差转换为多个较小的压差，使压降范围都控制在饱和蒸汽压以上，可有效减轻汽蚀。串级式调节阀多用于液体介质工作场合，其特点在于：(1)启闭过程中能够减轻持续压差；(2)流阻较小，可以胜任流体清洁度不高，甚至悬浮颗粒的场合；(3)制造工艺相对较为简单，加工方便，成本较低；(4)一般降压级数有限，多为三到四级，不能应用于压差过高的场合。 图2.1常见多级降压调节阀阀芯部分结构图 2.2.2 套筒式多级降压调节阀图2.1中(b)为套筒式多级降压结构，经常用于电站或化工等行业中。其典型结构特征是阀芯部分节流件由数层加工有小孔的套筒构成，每层套筒之间都留有一定的间隙，使流体流经套筒时得以缓冲，可将流体速度限制在允许范围内。其特点在于：(1)降压级数可以设计的较大，降压能力较强，能够胜任高压差的场合；(2)既能满足较高的压降要求，同时又能在工作时保证较大的流量；(3)抗汽蚀性能良好，液体在套筒中逐级降压可以有效减轻空化汽蚀现象的发生，并且气泡是在套筒中心部位破裂，不直接对阀门金属表面产生伤害；(4)抗噪声、振动性能良好，流体在逐级降压过程中不断消耗能量，可以有效的降低噪声及振动带来的危害，但加工比较复杂。2.2.3 迷宫式多级降压调节阀图3中(c)为迷宫式多级降压结构，其核心节流部分由多个开有迷宫式沟槽的金属盘片叠加而成。流体流经迷宫流道中经过多次碰撞转折，消耗能量，在逐级降压的过程的同时使流速也得到了控制。一般多用于核能、电站行业中高压降的特殊场合，可用于气体和液体介质。其特点如下：(1)迷宫流道的拐弯级数就是迷宫式调节阀的降压级数，一般可达十几到二十几级，目前有产品降压级数高达五、六十级。所以迷宫式多级降压结构是常见多级降压调节阀中降压能力最强的，有产品最高压降可以达到40MPa以上；（2）出色的抗气蚀冲刷及消声减震性能，多级拐弯迷宫式流道可以有效的控制流体流速，避免空化，噪声和震动等不良现象的发生；（3）通过使用不同形式的迷宫盘片进行组合，可以达到不同的流量调节特性；（4）迷宫式盘片制造精度高，有较长的使用寿命；（5）迷宫式流道对流体清洁度要求较高，否则容易堵塞。 图2.2 直流式迷宫盘片 图2.3 分流式迷宫盘片2.3多级降压调节阀国内外研究现状2.31国外研究现状目前，在专门应用于苛刻工况下的多级降压调节阀研究领域，国外几个调节阀生产企业如美国的CCI与Fisher公司，日本的KOSO株式会社等外企所掌握的技术较为先进，已经生产出了一系列多级降压式调节阀产品，尤其是CCI公司在本文所要研究的迷宫式多级降压调节阀方面，经过多年的研究积累了大量的经验，在行业内占有领先地位。CCI公司的Herbert LMiller先后发表了数篇文章，通过对各类多级降压式调节阀进行研究，将节流件出口流体能量确定为检验调节阀的一项重要参数标准：并通过对常规调节阀内部节流件的改进后对比分析，得出多级降压节流件可以有效的将节流件出口流体能量限制在允许范围之内，从而有效减轻阀门及管系振动噪声等一系列不良现象；另外还利用试验对调节阀内存在的汽蚀现象进行研究，证明了多流道与多级降压节流的方式能够有效的避免汽蚀现象的发生。企业为满足用户需求所做的研究对多级降压式调节阀的技术进步起到了主要的推动作用1-3。韩国学者W C Kwon等人设计了用于900MW发电系统中的迷宫式多级降压调节阀，经过三个月的运行证明迷宫式阀芯节流组件可以有效控制流速及压力，并使噪声等级较之前降低了81。另外，还有很多国外学者及研究人员针对防止高压差条件下调节阀出现不良现象的技术难题进行了一系列的分析和研究4。2.3.2国内研究现状近十年来，随着苛刻工况下工作的调节阀运行不良等问题的日益突出，为满足国内市场的需要，一些国内领先的生产厂商纷纷引进国外各类先进的多级降压调节阀产品进行测绘及仿制，已经形成了一些初步的产品，积累了一定的经验。同时国内一些专家学者也针对多级降压调节阀领域展开了一些初步的研究，提供了一些可供参考的文献资料。宁夏吴忠仪表厂的冯岚分析了调节阀产生汽蚀的原理，提出了解决措施并介绍了两种类型的多级降压结构设计5。无锡工装的吴杰介绍了低噪音迷宫式调节阀的结构理，论述了迷宫芯片与流路的设计以及流量系数的计算。上海电力修造总厂的金多文介绍了迷宫式调节阀的工作原理、结构及其抗汽蚀特性，通过在电厂汽、水系统应用的实例，阐述了迷宫式调节阀芯包的选择和计算方法6。新疆石油管理局的姚建设等人研制了专用于稠油热采注蒸汽工艺中的新型高压差迷宫式蒸汽流量调节阀，实现了高压差下的低流速，从根本上减轻了冲蚀和噪声7。此外，还有其他一些专家学者在多级降压调节阀领域做了一系列的研究14-15。综上可见国内虽然已有一些相关文献的研究，但主要集中于对产品结构特点的介绍，以及多级降压、控制流速原理的分析等原理性叙述，对实际产品设计指导意义不大。目前迷宫式调节阀面临的主要问题主要体现在基础理论研究的欠缺及研究方法的滞后。具体为：对于迷宫调节阀盘片降压级数设计理论及调节阀流速与能量要求判据，国内尚无相关研究；迷宫式调节阀内部流动特性复杂，国内的研究方法依然以静态计算及样机试验为主，滞后的研究方法制约了高参数迷宫调节阀的发展；对迷宫式调节阀开发应用中遇到的主要问题如可压缩条件下的流通能力、节流温度变化效应等研究缺失，降低了调节阀的使用性能。这些问题都有待于进一步的研究。由于气蚀是瞬态过程中产生的现象，气泡的生长时间极短，一般为毫秒级，溃灭时间更是达到了微秒级；所以即使采用先进的测试仪器，如高速摄像机等，也很难捕捉其复杂的物理过程。国内外对气蚀产生的原理及其危害进行了很多研究。罗经8等利用计算流体力学(Computational fluid dynamics，CFD)仿真技术，对水轮机叶片表面气蚀的典型特征进行计算；廖义德9等和蔡云良10用试验研究的方法，以淡水作为工质，对二级节流阀抗气蚀性能进行理论分析等。GADAG11等对蝶阀气蚀产生的噪声振动进行了研究；OSMANl12对气蚀造成的柴油发动机喷嘴损坏进行了研究；YONG13等16J用数值模拟方法对阀部分气蚀损害进行了理论分析。虽然进行的研究很多，但是大多限于对流体机械以及泵、阀体的研究，研究手段多以试验研究为主，对管道气蚀进行的研究却很少。2.4文献总结阀门的汽蚀现象是普遍存在的，在高压调节中尤其突出，要研究对策，就必须完全掌握汽蚀发生的根本原因和所在。无论是普通阀门，还是高压调节阀，在起闭过程中的汽蚀问题始终存在，危害很大。因此，从阀门结构上寻找解决问题的方法，才是国产阀门提高密封性能的唯一出路。本次毕业设计，准备对多级节流降压阀进行深入研究，研究套筒上开不同形状窗口对气蚀的影响。图4为常用的多级节流降压阀芯结构，如图在正常工作状态时防汽蚀性能相当不错，国内有多家企业采用此结构形式，解决了阀门起闭过程中的持续差压问题：当阀门处于关闭状态时，第一级、第二级和阀口就相当于有三个阀口同时被关闭，只不过第一级、第二级的密闭性没有阀口严密(因为第一级、第二级为动配合，仅有几丝间隙)，因此，此时各级之间通过液体传递的压力几乎为零，当阀门开启时，由于各节流级滞后于阀口开启，因此作用于阀口的高压瞬时被化解，阀口没有持续差压作用，直至各节流级已完全发挥正常工作，所以，阀口就没有产生汽蚀的可能性。当阀门逐渐关闭时，各级的节流降压作用始终处于正常工作状态，直至阀门完全关闭。该结构的巧妙之处就在于阀口始终不参与节流，阀口的开度永远大于其它节流级，而且节流级在开启时始终滞后于阀口的开启，关闭时却提前于阀口“关闭”，因此，在起闭过程中阀口就永远没有持续的压差作用，也就根本防止了汽蚀的发生。 图2.4多级节流降压结构3 方案论证数值模拟的方法，即将有关流体理论以及紊流理论与现代计算机结合起来，运用现在比较流行的CFD软件来计算节流阀内的一些局部复杂结梅的流动，随着电子计算机和计算流体力学(CFDComputational Fluid Dynamics)的迅猛发展，CFD数值模拟的优越性越来越明显，己逐渐成为工程设计的一个很重要的辅助手段。通过CFD在产品设计中的应用可使产品的结构设计更趋于合理。近年来，在阀门设计中CFD数值模拟也得到应用。在这次毕业设计中我准备旨在降低调节阀阀内的气蚀情况，通过数值模拟方法对调节阀进行优化设计。在数值模拟的过程中，必须对具体的物理模型进行适当的简化，再用数值模拟模型来代替，来进行用具体实验难以进行或费用昂贵的一类流动问题的解算，其主要利用计算机的高速计算能力以及存储能力。 此次毕设的思路主要是先针对具体的调节阀，先进行三维建模，然后再结合流体力学理论对节流阀结构形式进行改进。我们结合流体力学和计算机模拟来分析调节阀的流场。这里主要运用数值模拟技术，利用计算流体动力学(CFD)软件来进行分析和计算，从而优化调节阀流道结构、流动，减少气蚀带来的危害。调节阀的套筒道虽然结构比较简单，但是它能够作为很多复杂结构的一种合理简化，并且在实际工程应用中占有很大的比例，对其进行研究具有一定的理论意义和较大的实用价值。可以通过对套筒上不同窗口的变化来探索对气蚀的研究，为进一步研究流体流经阀门的气蚀过程提供依据。4 毕业设计内容从理论分析、数值计算和建模研究三方面入手，较全面地分析了流动和气蚀工况特点。根据给予的典型调节阀的设计图，进行三维建模与汽蚀流场计算，研究比较其流动特性，分析汽蚀工况的特点，并进行优化设计。此次毕设的课题准备主要研究套筒上开不同形状窗口对气蚀的影响。主要研究改变套筒上窗口的形状、大小、位置、分布密度等都气蚀的影响，研究处一个组好的方案。结合CFD软件进行了数值模拟研究，建立了对调节阀套筒不同窗口的流场计算机仿真模拟，对几种不同结构的节流阀的流场进行了分析，得出了它们的速度和流场内部场的分布情况，获得诸如速度矢量图、压力云图、流线图等一些关键流动参数：然后对阀芯与流体介质之间相互作用进行了研究，得到阀芯的变形情况与冲蚀分布等。最后在进行调节阀的结构比较。自选调节阀结构，根据三维建模与套筒上不同的窗口形状、大小、位置、分布密度等流场计算，充分的分析单向流及两相流的差别，分析套筒上不同窗口的形状、大小、位置、分布密度等对气蚀的影响。根据建模软件solid works，模拟出调节阀内部流体流动的工况模型，在不同的窗口条件下都条件额发的抗气蚀性能进行对比，通过对调节阀的流场分析，找到调节阀在不同结构的流场分布规律和特点，弄清了调节阀抗气蚀机理和改进措施，研究比较其流动特性，分析特点，在现有的调节阀上改进改进，尽可能避免节流调节阀的气蚀问题，对调节阀内部结构提出改进对策，并进行优化设计。创新点和难点：套筒式多级降压调节阀降压级数可以设计的较大，降压能力较强，能够胜任高压差的场合；既能满足较高的压降要求，同时又能在工作时保证较大的流量；抗汽蚀性能良好，液体在套筒中逐级降压可以有效减轻空化汽蚀现象的发生，并且气泡是在套筒中心部位破裂，不直接对阀门金属表面产生伤害；可以有效的降低噪声及振动带来的危害，但加工比较复杂。此次毕设的课题准备主要研究套筒上开不同形状窗口对气蚀的影响。主要研究改变套筒上窗口的形状、大小、位置、分布密度等都气蚀的影响，看如何改变窗口的特性能最好的解决气蚀的危害，且做到最小的损失，找出其中的规律，研究出一个最好的方案。5 工作进度安排12月21日-1月22日：毕业实习，查资料，写开题报告，文献翻译 1月23日3月4日：学习三维建模软件与流体力学软件、可行性分析，搜集流体模拟相关算例资料，完成一个流体模拟算例的调试 3月5日3月11日：设计完整的研究方案与优化思路，开展流体模拟 3月12日3月25日：研究各工作参数下单相流动的流动规律 3月26日4月8日：研究各工作参数下汽蚀工况下的流动规律 4月9日4月22日：对比分析汽蚀工况的影响参数，给出临界汽蚀速率 4月23日5月13日：分析数据，处理结果 5月14日5月27日：写说明书 5月28日6月4日：交说明书，准备答辩 6月5日6月10日：答辩6 参考文献1Herbert L，Miller，Laurence R，StrattonFluid Kinetic Energy as a SelectionCriteria for Control ValvesCASME Fluids Engineering Division，Summer2Herbert L，MillerPiping Vibration Involving Control ValvesCInternationalJoint Generation Conference and Exposition ASME InternationalJun 4-7，200 1，New Orleans，LA3Herbert L，Miller，Sekhar SamyCavitation Testing of a Multi-path Multi-stageControl ValveCValve World Conference&Expo2006，Nov79，Netherlands4W C Kwon，G R Kim，S C Park，et a1Design of a tortuous path trim for ahighpressure turbine bypass valveJProcess Mechanical Engineering，20 1 0，224(2)：ppl491535冯岚.高压差多级降压调节阀抗气蚀设计原理J宁夏机械2002(4)：43446金多文.迷宫式调节阀及其在电厂中的应用J水利电力机械，2001，23(1)：9137姚建设，齐敦苏，王文然新型高压差迷宫式蒸汽流量调节阀的研究石油机械，1999，27(3)：38408罗经，李健基于CFD的水轮机气蚀机制探讨叨润滑与密封。2006(7)：102104LU0JingLI JianMechanism of cavitation erosion of thehydraulic turbine by CFDJLubrication Engineering，2006(7)：102-1049廖义德，刘银水，黄艳二级节流阀抗气蚀性能的实验研究m。流体机械，2003，31(6)：1-3。LIAO Yide，LIU Yinshui，HUANG YahExperimentalresearch on anticavitation characteristics of two-stepthrottle in water hydraulic systemJFluid Machinery，2003，3l(6)：1-310蔡云良恰希玛核电站上充流量调节阀产生气蚀的原因分析和改进措施J流体机械，2004，32(8)：3941CAI YunliangAnalysis Oil cavitation of charging flowregulating valve used in Chashma NPP and itsimprovement measurementJFluid Machinery,2004，32(8)：394111GADAG S只SRINIVASAR M NCavitation erosion oflaser-melted ductile ironJJournal of MaterialsProcessing Technology,1995，51(14)：15016312OSMAN AsiFailure of a diesel engine injector nozzle bycavitation damageJEngineering Failure Analysis，2006，13(7)：1 126-l 13313LAI Y G，CHANDRAN K B，LEMMON JackAhumerical simula
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号