彈簧全啟式安全閥排量的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究_孫耀平.pdf

《彈簧全啟式安全閥排量的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究》講解了安全閥在鍋爐、壓力容器和壓力管道等設(shè)備中作為必要安全附件的重要性，以及其可能發(fā)生的故障類型，如整定壓力偏差、密封面不平整、彈簧剛度變化及閥桿不對(duì)中等問題。文章指出，這些故障可能導(dǎo)致嚴(yán)重的后果，即使超壓時(shí)安全閥正常動(dòng)作，若排量不足以泄壓或啟閉壓差不平衡也會(huì)帶來嚴(yán)重問題。為解決這些問題，作者采用數(shù)值模擬方法研究了安全閥開啟過程性能評(píng)估技術(shù)，并通過固定開高試驗(yàn)和瞬態(tài)開啟過程試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了驗(yàn)證。文中詳細(xì)描述了使用Pro/E三維流域建模、結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格、CEL動(dòng)網(wǎng)格等技術(shù)對(duì)安全閥動(dòng)態(tài)開啟過程和固定開高進(jìn)行CFX數(shù)值仿真的過程，并通過實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù)驗(yàn)證了模擬的正確性。此外，文章首次對(duì)比分析了兩種模擬方法在穩(wěn)定排放階段和開啟階段的差異，發(fā)現(xiàn)穩(wěn)定排放階段兩者的差別較小，但在開啟階段性能參數(shù)相對(duì)偏差較大。還重點(diǎn)分析了安全閥超音速臨界流動(dòng)，揭示了隨著穩(wěn)定開高的增加，臨界流動(dòng)呈現(xiàn)規(guī)律性變化且不受工況和規(guī)格影響的特點(diǎn)。基于此，作者對(duì)喉部和簾面的排量進(jìn)行了定量計(jì)算和分析，并提出了不同開高下的排量計(jì)算方法。同時(shí)，研究了排量與開啟高度的關(guān)系，得出了不同工況和規(guī)格的安全閥排量與穩(wěn)定開高的擬合關(guān)系式，實(shí)現(xiàn)了通過開啟高度來評(píng)估排量的方法。最后，通過限位裝置進(jìn)行了同一工況下不同開高的安全閥全開啟排放試驗(yàn)，利用位移、閥芯、升力和壓力傳感器檢測(cè)元件測(cè)試安全閥開啟排放過程中的參數(shù)，并與模擬結(jié)果對(duì)比，發(fā)現(xiàn)兩者非常吻合，再次驗(yàn)證了模擬的準(zhǔn)確性。

《彈簧全啟式安全閥排量的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究》適用于從事鍋爐、壓力容器和壓力管道設(shè)計(jì)、制造、維護(hù)及安全評(píng)估的專業(yè)人員。該研究不僅為上述領(lǐng)域的工程師和技術(shù)人員提供了重要的理論依據(jù)和技術(shù)支持，也對(duì)相關(guān)行業(yè)的安全標(biāo)準(zhǔn)制定具有指導(dǎo)意義。通過對(duì)安全閥排量特性的深入研究，能夠有效提高設(shè)備的安全性和可靠性，減少因安全閥故障引發(fā)的事故風(fēng)險(xiǎn)，保障工業(yè)生產(chǎn)和公共安全。同時(shí)，本研究提供的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法也為未來類似研究提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)和參考。