4.2  计算模型网格划分27

4.3  边界条件与相关参数的设定29

4.3.1  流体介质参数设定29

4.3.2  湍流模型设定29

4.3.3  边界条件的设定29

4.4  计算收敛性分析30

4.5  本章小结31

5  高压差调节阀内部流场仿真实验结果分析32

5。1  流动参数分析32

5。1。1  不同入口压力分析32

5。1。2  不同出口压力分析36

5。1。3  不同开度分析39

5。2  结构参数分析42

5。2。1  不同形状窗口分析42

5。2。2  不同数量正方形窗口的分析46

5。3  本章小结49

6  结论与展望51

6。1  结论51

6。2  展望52

参考文献

致谢 

1  绪论

1。1 课题介绍

调节阀与介质设备直接接触,当处于高温,高压差,高压,低温,容易结晶,腐蚀性强,粘度高,闪蒸,气蚀等恶劣条件下,选用调节阀显得很重要

在现代工业的实际生产中,面临高温,高压等特殊条件越来越多,而且对于高压高温调节阀阀提出了更高的要求。高压差压调节阀在使用中的主要问题不是压力大,而是压力差特别大,阀芯,阀座有严重的侵蚀,气蚀,导致阀门寿命非常短。为了有效防止腐蚀,气蚀,延长阀门的使用寿命,通常采用两种选择:一种是使用硬质合金零件,提高装饰件的硬度,增强抵抗侵蚀,气蚀的能力,但是缺点为生产成本昂贵;第二个方案是采用多级降压原理,将高压差分为多重小压力,通过一步一步实现的目的。比较两个方案,第二个制造生产成本计划较低,效果更好,更可行。

1。2 课题研究的意义

随着工业的快速发展,高压和小流量条件在石油,化工,冶金,电力等工业生产中的应用越来越普遍,从安全生产的角度来看,控制组件的执行元件---调节阀的有效性和可靠性尤其重要。

目前,国内独立开发的控制阀容量薄弱。 国内工业过程自动化仪器行业和国外先进水平相比,技术水平差距约15年,工艺设备和检测管理手段这相差更多。 在过去十年中,控制阀具有自主开发能力,产品质量和水平均有显着提高,但仍有很多问题[1-2]:国产调节阀产品主要集中在中低端市场,这些产品供过于求;然而对于高端调节阀的研发水平不高,大型成套工程配套所需的关键品种短缺。目前在高参数多级降压调节类阀门领域,只限于原理介绍与定性验证分析[3-4],对于理论方面的研究极少。特别是国内研究发展较晚,长期使用模仿进口产品的方法,并没有成熟的设计方法遵循标准。

目前主要遇到的问题有许多,比如:气蚀、闪蒸、固体粒子磨损。

由于问题的复杂性,不能用作分析解决方案,而且由于成本高昂,无法进行实验确定,然而使用流体分析方法不仅成本低,还可以模拟更复杂或理想的过程等。使用CFX软件的某些评估的使用可以扩大实验研究的范围,降低昂贵的实验工作量的成本。在给定参数下用计算机对现象进行数值模拟等效于进行数值实验。

最大的问题是国内外还未关于多级降压控制阀的计算公式。因此,需要设计一个数字模拟设计的组合,用于高压差,小流量的控制阀,结合软件进行流量分析,以验证设计的准确性。

1。3 调节阀的降压原理、结构特点及设计流程

高压差,小流量阀容易发生气蚀和振动,主要失效模式为:阀杆破损,装配件严重,密封面发生故障,连接断开,导致控制阀无法控制或故障。特殊工况下,调节阀除满足准确调节性能外,适当的材料可以提高零件的表面抗腐蚀能力,合理的结构设计来平衡压力,从而减少介质对阀门部件上的气蚀和侵蚀。提高阀门的使用寿命,故多采用多级降压结构。 

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