基于AMESim的安溢活门系统动力学仿真

在对安溢活门工作原理和动态特征方程研究的基础上,建立安溢活门及其试验系统的AMESim模型,对试验过程中安溢活门的动态特性进行数值仿真,从系统角度研究该安溢活门系统整体性能.仿真结果与试验测试结果吻合较好,并着重研究主副弹簧刚度、主副膜片刚度、主副膜片有效面积、主活阀摩擦阻尼、背压腔容积和泄压间隙等参数对安溢活门动态特性的影响,进而为系统整体性能优化提供分析设计支持.

安溢活门动态流场数值模拟研究

为了研究安溢活门主阀开启过程中的动态流场特性,采用Fluent动网格法和用户自定义函数方法对其进行流固耦合数值模拟。通过Fluent 3D非定常显式耦合求解器以及虚拟挡板技术求解某时刻主阀腔内的气压力,并通过有限气容充放气过程方程确定背压腔充放气过程对膜片的气压力,得到膜片上的总和力。进而通过求解质量弹簧阻尼系统动力学方程确定主、副活阀的运动速度和位移。结果表明:活门开启过程中开度越大,阀道内流场越复杂,流动越不稳定;活门开度增大,阀座处流量线性增加,入口腔流量变化平稳,而出口腔流量波动较大;随着开度增加,活门不同位置和膜片上的气压力变化规律不同。

电控安溢活门控制系统研究及试验

电控安溢活门由主阀和指挥阀构成,指挥阀由压力传感器、控制系统、比例电磁阀以及相关接线等附件组成,用来控制主阀背压腔的压力,从而实现主阀的启闭。控制系统采用PID控制原理,控制器由比例(P)电路、积分(I)电路和微分(D)电路线性组合而成,对主阀背压腔压力和气枕压力这两个控制对象进行调节。试验表明,在小流量工况下,相对于机械式指挥阀,该控制系统调节下的气枕压力更平稳,控制精度更高。

安溢活门低压密封影响因素分析

该文利用理论公式和有限元方法对安溢活门进行密封比压定量计算,有限元方法结果较理论分析更为精确;分析结果表明,安溢活门低压密封的主要影响因素是主阀波纹管长度、阀杆上非金属密封件摩擦力以及密封面宽度;采取措施提高了安溢低压密封性能,提高了安溢活门密封可靠性。

安溢活门动特性定量分析技术

该文对安溢活门动特性分析技术开展研究,利用集总参数方法建立安溢活门的AMESim模型,分析安溢活门动特性及关键设计参数对活门性能的影响。建立安溢活门流道区域的三维模型,通过CFD数值分析不同开度下安溢活门的流动特性。以安溢活门出口安装保护罩或排气管为例,开展该工况下安溢活门的动特性仿真,实现了安溢活门工作性能的定量化数值分析。

阻塞效应对安溢活门性能影响分析

定义了对安溢活门性能有影响的阻塞效应,运用商业仿真软件Fluent和Ame Sim建立了安溢活门的仿真模型。根据此仿真模型,得出阻塞效应对于安溢活门的性能影响,并进行试验验证,最终给出了解决方案。