高压大流量切断阀的气动噪声仿真与分析

随着工业技术的快速发展,高压大流量切断阀在油气输送、化工等领域应用广泛,但阀门在运行过程中会产生噪声。针对上述问题,本文基于声类比理论,对单向阀在100%开度下进行Fluent流场分析和Actran声场分析,研究阀门内部流动及内外噪声分布。结果表明,低频率时介质流动产生的噪声扩散到空气时,噪声较为整齐,且声压级较高;在数值模拟的频率范围内,正常工作下产生的噪声相对稳定;噪声指向性分布具有对称性。研究高压大流量切断阀的噪声分布,对后续的设计及优化具有重要指导意义。

基于热固耦合的低温球阀仿真分析

球阀是目前在石油化工、航空航天等领域的重要控制设备之一。低温球阀是对二甲苯制备工艺中的关键设备,其输运的流体通常为低温的固液两相混合物,工况较为复杂,因此需对其可靠性进行验证。本文针对对二甲苯制备工艺中使用的低温球阀,通过对其建立三维模型并使用CFD方法,研究了在正常工况(-67℃,7.5 MPa)下,阀门各零部件的温度场、应力场以及变形量。结果表明球阀各零部件的应力均小于材料的许用应力;填料处的最低温高于要求的0℃,验证了该球阀在低温下的可靠性,为低温阀门的热固耦合分析提供了一定的参考。

大口径三偏心蝶阀应力强度及应变分析

蝶阀是目前被广泛运用于各种流体输运管路的重要流动控制设备,本文研究了大口径三偏心蝶阀在特定工况下的应力强度及应变特性。针对DN3000、PN10规格的三偏心多层次金属密封蝶阀,通过建立其三维模型并利用CFD和有限元分析方法,详细探讨了阀门在自重、内压及扭矩作用下应力场及变形量。结果表明,在内压1.5 MPa下,阀体最大应力为93.3 MPa,蝶板最大应力为288 MPa,且通过应力线性化路径分析确认其应力在限值内;在扭矩400000 N·m的作用下,阀杆上的应力分布均匀,最大值为212 MPa,远低于其许用应力。此外,阀门整体变形量较小,阀体最大变形为0.43 mm,蝶板最大变形为3.8 mm,表明阀门结构具有良好的刚性和密封性能。本文的研究不仅验证了该大口径三偏心蝶阀在内压以及扭矩下的可靠性,也为大口径蝶阀的设计与分析提供了有价值的参考。

高压大流量球阀的密封仿真与分析

每年失效的阀门中有将近1/3的比例是由于密封失效,因此对阀门密封面的研究具有重要意义。本文通过理论计算和数值模拟的方法,对球阀的密封垫片进行研究,分析密封面上的密封比压及其分布特性。结果表明,由于结构的不对称造成了密封面上压力分布的不对称,大约有60%区域的密封比压值在必需密封比压和许用密封比压的范围内,密封比压值在密封面宽度方向上呈现出两端大中间小的特点。研究高压大流量球阀的密封比压及其分布,对后续进行结构设计及优化具有重要指导意义。