1、 国内图书分类号：U261.151 工学硕士学位论文 储水罐水位调节阀内部流体流动特性研究 硕硕 士士 研究生：研究生：张晶 导导 师：师：王亚萍 申请学位级别：申请学位级别：工学硕士 学学 科、专科、专 业：业：机械设计及理论 所所 在在 单单 位：位：机械动力工程学院 答答 辩辩 日日 期：期：2014 年 3 月 授予学位单位：授予学位单位：哈尔滨理工大学 Classified Index：U261.151 Dissertation for the Master Degree in Engineering Research on Flow Characteristics of Level
2、 Control Valve of Water Storage Tank Candidate：Zhang Jing Supervisor：Wang Yaping Academic Degree Applied for：Master of Engineering Speciality：Mechanical Design and Theory Date of Oral Examination：March,2014 University：Harbin University of Science and Technology -I-储水罐水位调节阀内部流体流动特性研究 摘 要 本文研究的储水罐水位调节
3、阀安装在超（超）临界火电机组锅炉系统中，具有阀芯和二级节流孔板两级调节机构，该种类阀门在工作过程中，易于在阀芯和二级节流孔板之间流道内出现漩涡，如果这种漩涡长期存在，将对阀体的内壁产生冲击，大大减少阀体寿命，影响整体机组的安全，同时也是阀门工作产生噪声的主要原因，并可能引起阀门泄漏。因此对超（超）临界火电机组锅炉储水罐水位调节阀内部流体流动特性的研究具有重要的意义。调节阀内部流体流动特性体现了调节阀的调节和流通能力，与流道结构形状密切相关。本文利用 CFD 技术对其内部流体的流动特性进行了研究，改进设计了流道结构，有效减少了漩涡的产生。主要做了以下工作：介绍了储水罐水位调节阀的工作原理，采用三
4、维建模软件 SolidWorks 建立储水罐水位调节阀在阀芯不同开度下的流道几何模型，采用 ICEM CFD 建立该储水罐水位调节阀在阀芯不同开度下的流道网格模型。为拟合储水罐水位调节阀的理想流量特性曲线和不同开度下的流阻系数和流量系数，采用 ANSYS CFX 对进口压力为 1MPa，出口压力为 0MPa 时流体介质为水的条件下内部流体的流动特性进行仿真分析；对储水罐水位调节阀实际工作状况下的内部流体速度分布状况进行仿真分析，得到流体压力损失状况及在阀芯开启处和二级节流孔板之间的流道内的漩涡产生情况，对不同开度下的内部流体的流动进行了仿真分析，为流道改进设计提供了依据。针对该阀门内部流场的漩
5、涡问题，以扩大阀体内腔，减小阀体内壁边界倾斜度的原则对该储水罐水位调节阀的内部结构进行改进，提出相应的改进方案，并对结构改进后的阀门在全开时的内部流体的流动进行仿真分析，证明改进后的方案基本消除了或减少了漩涡。本文的研究为储水罐水位调节阀的结构设计提供了理论依据，也进一步说明了 CFD 数值模拟在阀门设计中应用的可行性。关键词 储水罐水位调节阀；流体流动特性；漩涡；结构改进 -II-Research on Flow Characteristics of Level Control Valve of Water Storage Tank Abstract In this research,the
6、 level control valve of water storage tank which is used in the safe operation of ultra-supercritical thermal power boiler,has two regulatory agencies of the spool and two orifice plates.This type of valves is easy to swirl in the runner between the spool and the second flow passage orifice plates during the course of their work,which makes an impact to the inner wall of the valve body,reduces valve life,affects the overall safety of the unit and is the reason of noise and leak by long-standing.
安全达人 