全量型安全閥流道設(shè)計(jì)及性能分析.pdf

1、全量型安全閥是大型火力發(fā)電廠蒸汽介質(zhì)設(shè)備和管路上常用的一種安全閥。安全閥介質(zhì)流動(dòng)狀態(tài)復(fù)雜，為獲得較好的流動(dòng)特性，會(huì)涉及到較多的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)。針對(duì)全量型安全閥閥腔結(jié)構(gòu)復(fù)雜，流型多變等因素對(duì)閥門性能的影響，研究了全量型安全閥流道結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化方法及閥瓣組件對(duì)其性能的影響關(guān)系。
　　首先，根據(jù)全量型安全閥的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，建立了排量、動(dòng)作特性、彈簧剛度和喉徑計(jì)算的數(shù)學(xué)模型，并建立了零件及裝配體的三維幾何模型;針對(duì)安全閥閥腔的優(yōu)化問(wèn)題進(jìn)行了描述，

2、建立了參數(shù)優(yōu)化模型，根據(jù)模型轉(zhuǎn)換的思想，將iSIGHT與ANSYS進(jìn)行集成，把CAE模型優(yōu)化問(wèn)題轉(zhuǎn)變成數(shù)學(xué)模型進(jìn)行求解，考慮到閥腔結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，在選擇算法時(shí)采用遺傳算法和序列二次規(guī)劃法組合優(yōu)化策略，優(yōu)化后的設(shè)計(jì)參數(shù)有效擴(kuò)大了閥體流道的容積，減輕了閥體質(zhì)量。
　　其次，對(duì)優(yōu)化后的閥腔流道進(jìn)行數(shù)值仿真分析，基于流體力學(xué)計(jì)算方法，利用Workbench對(duì)全量型安全閥進(jìn)行分析。對(duì)比安全閥流道優(yōu)化前后流量變化發(fā)現(xiàn)，改進(jìn)后流量整體上大于改進(jìn)前

3、流量，流道優(yōu)化前后曲線走勢(shì)基本一致，且流量特性能夠滿足設(shè)計(jì)要求;隨著閥門開(kāi)度的增加，流道結(jié)構(gòu)優(yōu)化后閥芯處介質(zhì)流動(dòng)速度曲線呈遞減趨勢(shì)，閥芯部位介質(zhì)流動(dòng)速度明顯小于優(yōu)化之前。因此通過(guò)對(duì)流道結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，減小了流體對(duì)安全閥閥芯的沖刷作用，明顯的降低了由于介質(zhì)的高速流動(dòng)對(duì)閥芯的破壞。
　　最后，在分析安全閥流場(chǎng)、壓力場(chǎng)的基礎(chǔ)上，研究了在不同開(kāi)度下其流量變化以及閥瓣受力特性。通過(guò)對(duì)不同入口壓力和不同開(kāi)度下的流場(chǎng)和壓力場(chǎng)進(jìn)行分析，得到了不同入口