彈簧全啟式安全閥排量的數值模擬與實驗研究_孫耀平.pdf

《彈簧全啟式安全閥排量的數值模擬與實驗研究》講解了安全閥在鍋爐、壓力容器和壓力管道等設備中作為必要安全附件的重要性，以及其可能發生的故障類型，如整定壓力偏差、密封面不平整、彈簧剛度變化及閥桿不對中等問題。文章指出，這些故障可能導致嚴重的后果，即使超壓時安全閥正常動作，若排量不足以泄壓或啟閉壓差不平衡也會帶來嚴重問題。為解決這些問題，作者采用數值模擬方法研究了安全閥開啟過程性能評估技術，并通過固定開高試驗和瞬態開啟過程試驗數據進行了驗證。文中詳細描述了使用Pro/E三維流域建模、結構化網格、CEL動網格等技術對安全閥動態開啟過程和固定開高進行CFX數值仿真的過程，并通過實際測試數據驗證了模擬的正確性。此外，文章首次對比分析了兩種模擬方法在穩定排放階段和開啟階段的差異，發現穩定排放階段兩者的差別較小，但在開啟階段性能參數相對偏差較大。還重點分析了安全閥超音速臨界流動，揭示了隨著穩定開高的增加，臨界流動呈現規律性變化且不受工況和規格影響的特點。基于此，作者對喉部和簾面的排量進行了定量計算和分析，并提出了不同開高下的排量計算方法。同時，研究了排量與開啟高度的關系，得出了不同工況和規格的安全閥排量與穩定開高的擬合關系式，實現了通過開啟高度來評估排量的方法。最后，通過限位裝置進行了同一工況下不同開高的安全閥全開啟排放試驗，利用位移、閥芯、升力和壓力傳感器檢測元件測試安全閥開啟排放過程中的參數，并與模擬結果對比，發現兩者非常吻合，再次驗證了模擬的準確性。

《彈簧全啟式安全閥排量的數值模擬與實驗研究》適用于從事鍋爐、壓力容器和壓力管道設計、制造、維護及安全評估的專業人員。該研究不僅為上述領域的工程師和技術人員提供了重要的理論依據和技術支持，也對相關行業的安全標準制定具有指導意義。通過對安全閥排量特性的深入研究，能夠有效提高設備的安全性和可靠性，減少因安全閥故障引發的事故風險，保障工業生產和公共安全。同時，本研究提供的數值模擬與實驗相結合的方法也為未來類似研究提供了寶貴的經驗和參考。