水泵出口蝶阀流场数值模拟及水力参数计算分析

基于Fluent软件采用RNGκ-ε湍流模型对DN600中心蝶阀进行数值分析,分别模拟不同开度、不同流速下管道内压力、速度变化分布,计算得出水头损失、阻力系数、汽蚀系数等关键水力参数与入口流速、阀门开度之间的关系曲线,分析其分布规律。结果表明,泵站稳定运行时蝶阀开度应大于40°,泵站发生事故停泵时蝶阀快关角度应在55.6%以上,该结果可为泵站水力过渡过程分析提供技术支撑。

蝶阀在高温时受力与变形的仿真分析

高温蝶阀是目前在航空航天试验、现代化工等领域最需要的控制设备之一。本文介绍了一种DN500的高温蝶阀在高温816℃、压力为1 MPa、阀杆施加8978 N·m的关闭扭矩时受力与变形的仿真分析,通过对蝶阀建立三维模型并用有限元计算方法获得的仿真分析数据使得产品设计在高温条件下更加安全可靠。

全金属硬密封双向零泄漏三偏心蝶阀设计与分析

针对传统三偏心蝶阀承受一定压差或全压差的反向压力等问题,研究设计了一种全金属硬密封双向零泄漏三偏心蝶阀。该蝶阀为长寿命节能型,其采用三偏心原理设计,解决了传统偏心蝶阀在开启10°、关闭瞬间密封面仍处于滑动接触摩擦的缺陷,实现了蝶阀在开启瞬间密封面即分离、关闭接触即密封的效果。首先,对所设计蝶阀的不平衡力矩和允许压差进行了理论分析,并通过流体流动仿真分析了蝶阀开度不同时阀腔内流体的压力、速度和流动迹线,得到了蝶阀出入口的最大压力和最大速度随阀门开度的变化曲线。然后,通过热应力仿真分析得到了蝶阀的热力温度和合力热流量云图,并分析了蝶阀的热应力、热应变、安全系数的分布情况以及其最大热应力随流体温度的变化曲线,验证了蝶阀的热应力满足要求。最后,开展了蝶阀阀体耐压试验和正反向高压密封试验。试验结果表明,蝶阀阀体无可见渗漏和变形,且实测泄漏量均为零,说明该蝶阀的耐压强度和密封性能均满足使用要求。研究结果为三偏心蝶阀接触和摩擦的减少、开启力矩的降低以及使用寿命的延长提供了依据,所提出的全金属硬密封结构为三偏心蝶阀的双向零泄漏密封研究提供了新思路。

事故停泵工况下蝶阀关闭规律对并联大型离心泵组的水锤影响研究

泵后蝶阀是泵站水锤防护的重要装置,采取合适的关阀规律是降低事故停泵时水泵最大反转转速和管线最大压力,保证水泵安全运行的关键,本文以犬木塘输水工程为研究对象,利用一维特征线法对事故停机水锤进行数值模拟计算,分析了液控蝶阀线性关闭规律与两阶段关闭规律对并联大型离心泵组的影响。采取控制变量法,分别以快关时间、慢关时间、快关阀门关闭量作为变量着重分析了两阶段关闭规律下供水系统最大压力和水泵最大反转转速的变化,通过比较2泵同停和1泵运行1泵停止工况下停泵水锤,得到了最佳的关阀规律。结果表明:相比于线性关闭规律,合适的两阶段关闭规律能显著降低管线最大压力,减少水泵最大反转转速,影响水泵最大反转转速的主要因素为快关阀门关闭量,次要因素为阀门快关时间和阀门慢关时间;在合适的阈值内快关阀门关闭量越大、阀门快关时间越短、阀门慢关时间越短为最佳的两阶段阀门关闭规律。

三偏心蝶阀硬密封结构的响应面优化

金属硬密封三偏心蝶阀在关闭状态下的密封比压决定着该阀的密封性能和工作寿命,优化金属硬密封部件的结构参数十分重要。以DN600三偏心蝶阀为研究对象,利用有限元分析法,分析密封面上密封比压分布规律。提出利用密封配合面周向间隙指标判断蝶阀的密封性能,利用Box-Behnken响应面优化方法对密封构件的结构进行优化,分析复合阀板座大、小径端切割厚度、复合阀板座直径及其交互作用对密封面最大密封比压的影响,得出最优设计方案。结果表明,在不影响蝶阀密封的前提下,优化复合阀板座参数后,密封面最大密封比压从202.96 MPa下降到128.44 MPa。对优化后蝶阀进行封闭打压密封实验,验证了其密封性能的可靠性。

某型船海水冷却系统蝶阀腐蚀机理分析及改进措施

为了确定某型船蝶阀严重腐蚀原因,对所在系统进行整体分析,总结归纳当前船舶海水冷却系统腐蚀机理及防腐措施。通过系统分析、宏观检查、化学成分检验、金相组织观察,以及扫描电镜观察,分析腐蚀原因,确定产生腐蚀的关键因素为该蝶阀阀盘在热处理过程中冷却速度控制不当,产生亚稳态组织,在海水冷却系统中发生脱成分腐蚀和氧化腐蚀。在后续船舶设计建造过程中,从管路及附件材质要求、海水设计流速、系统工艺设计、管子制造工艺,以及防海生物等方面,给出海水冷却系统防腐的改进措施和系统方案,实船应用效果良好。

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。

三偏心蝶阀阀座在线测量方法

基于三偏心蝶阀阀座的结构特点和在线加工模型,对几种阀座尺寸的在线测量方法及优缺点进行分析,通过检测方法的优化和先进装备的应用,减少尺寸测量误差,便于关键尺寸在线实时修正,提升了阀座加工精度。

桁架过流式三偏心蝶阀固液两相流冲蚀数值模拟

利用计算流体力学欧拉-拉格朗日法,对桁架过流式三偏心蝶阀进行了固液两相流冲蚀数值模拟研究。结果显示,阀门附近流通截面积缩小使得其附近流场压降变化剧烈,进而导致液相介质与其携带的固相颗粒速度增大,对阀座迎水面壁面造成严重冲蚀。随着阀门开度增大,阀门前后压力降低,液相介质和固相颗粒速度减小,阀座迎水壁面上冲蚀速率降低的同时冲蚀面积增大。阀门上冲蚀速率随着液相入口流速或固相颗粒质量流量的增大而增大,相同固相颗粒质量流量下,冲蚀频率和颗粒质量是决定冲蚀速率的主要因素。

蝶阀结构强度的力学特性分析

蝶阀作为一种流体控制元件,其在石油化工、燃气输送等领域的应用极其广泛。本文利用Workbench软件平台对蝶阀进行了热-结构耦合分析,这一过程结合了阀体温度场和应力场的精确计算。研究从两个关键层面入手,首先是对阀体内部温度场进行模拟与分析,其次是在试验条件下以及额定工作压力状态下的蝶阀进行力学特性分析。研究发现,试验压力与额定压力工况下应力值有较大变化,但都符合设计要求,阀门关闭状态下应力值稍大,这说明当蝶板处于全关位置时,阀体一侧受到的承压载荷是相对显著的,阀门总体的变形量较小。

中心型蝶阀流阻特性数值仿真模拟及试验研究

为了弄清中心型蝶阀的流阻特性,先采用Fluent软件对通风除尘系统中一种φ560的中心型金属密封蝶阀不同开度下的流阻特性进行数值仿真模拟,通过设置试验测试蝶阀不同开度下的阻力系数,比较试验值与模拟值吻合程度,以验证仿真模拟的正确性,最后基于实验数据通过流阻特性对比分析,将全轴蝶阀改为双端轴蝶阀。仿真结果表明,在全开状态下双端轴蝶阀的流阻系数比全轴蝶阀有一定减小,达到了减小流阻的工程目的。

火电厂循泵出口蝶阀热工常见故障分析

循环水泵作为电力生产系统的重要辅机,对火电厂的安全稳定运行有至关重要的作用。对循泵出口蝶阀的液压系统原理、操作方法进行了介绍,总结了循泵出口蝶阀热工常见故障问题以及解决方案,并根据实例逐步解析、拆检和修复、更换失效部件,为后续检修工作提供技术经验支撑,提升设备的运行稳定性。

催化裂化烟机蝶阀阀杆断裂原因分析及改进措施

为了解催化裂化烟机入口高温蝶阀阀杆在运行一段时间后断裂的原因,从结构特点、强度校核、键槽受力分布及其加工工艺等关键影响因素进行综合分析,结果表明:蝶阀阀杆在使用一段时间后断裂的主要原因是阀杆疲劳强度安全系数过小。此外,不合理的键槽加工工艺和键连接方式对阀杆键槽应力集中的影响也是导致阀杆断裂的重要因素。对阀杆进行磨削和渗氮硬化等处理,改变阀杆和阀板轴孔键槽的加工工艺,同时优化键连接结构,可以有效提高阀杆的疲劳强度安全系数并减小阀杆键槽上的应力集中,对于提高传动件尤其是带键传动轴的机械性能和使用寿命等方面具有重要的参考价值。

2.4m跨声速风洞蝶阀工作原理及故障处理

介绍2.4m跨声速风洞大口径蝶阀的结构特点、配置形式,分析蝶阀阀杆断裂故障的原因,得出阀杆断裂的主要因素,并制定相应维修方案以及日后使用、维护、保养的方法。结果表明,该分析能为提高阀门使用寿命和降低设备使用风险提供参考。

三偏心蝶阀密封副空间模型及应用

正确设计阀座和密封圈的密封面加工尺寸,是三偏心蝶阀密封副(阀座和密封圈)经过加工后在关闭时能够严密配合且实现良好密封的前提。本文从三偏心蝶阀密封副的偏心结构特征和坐标转换的原理出发,建立密封面所在空间的斜圆锥面方程和密封副截面椭圆方程,通过该空间模型方程可以确定三偏心结构参数之间的相互关系。通过该空间模型方程,可以通过计算确定三偏心蝶阀密封面加工时测量尺寸的方法。此外,在阀座或密封圈偏离设计加工尺寸时,通过偏心结构参数之间的关系计算,快速得出相应需要单独设计的阀座或密封圈的加工测量尺寸。三偏心蝶阀密封副空间模型的建立在蝶阀产品现实设计加工过程中具有重要应用价值。

超超临界机组液控蝶阀液压油站联锁控制回路优化

某2×1050 MW超超临界机组循环水液控蝶阀液压油站频繁发生因定值偏移造成的油泵误启停事故,对此进行液压原理分析和电气原理分析,明确存在的问题,并且提出联锁控制回路优化措施。通过优化,解决了超超临界机组液控蝶阀液压油站油泵误启停问题。

船舶压载水处理系统中的遥控蝶阀概述

船舶压载水处理系统的遥控蝶阀,需要具有调节或开关功能;通过总结电动、气动、液压和电液式等遥控蝶阀的各自特点,如工作原理、优缺点等,为压载水处理系统遥控蝶阀选择提供建议。基于蝶阀频繁动作、高调节精度、低故障率、低成本、安装简便等方面考虑,建议选用气动调节蝶阀;若只要求具备开关功能,可根据船舶实际情况选择气动开关阀门或液压开关阀门。

液控缓闭蝶阀运行中存在的问题及解决方案

文章以长距离输水工程运行为例,介绍了缓闭蝶阀在输水泵站中的应用,阐述了蓄能罐式液控缓闭蝶阀结构和工作原理,分析了其在工程实际应用中的优缺点,并提出改进方案。通过增加液压伺服闭环系统,充分发挥电、液两类伺服的优点,使泵站及输水管线运行更加平稳安全,对高扬程输水管线水锤危害及水泵的倒转现象起到了很好的抑制作用,其改进措施可供其他同类型输水工程借鉴参考。

蝶阀串漏量问题分析及试验

本文介绍了飞机环控系统中蝶阀密封设计因素造成的泄漏问题。目前,飞机中蝶阀防止内漏的密封圈常为金属涨圈,本文对其外圆与通道的贴合度和活门板槽的密封等进行试验,所得结论如下。涨圈外圆和通道内圆应尽量匹配,应进行组合式装配并严格要求涨圈端面的平面度,采用减少保险丝孔装配后的间隙等措施来减少蝶阀的串漏量。这样不仅能保证产品串漏量一次装试合格率,还能形成设计经验,为后续蝶阀类产品串漏量结构设计提供依据。

三偏心蝶阀失效分析及其司太立合金等离子熔覆修复研究

针对某煤矿瓦斯抽放系统三偏心蝶阀密封面和轴孔的失效进行系统分析,确定其主要发生的是均匀腐蚀失效。该三偏心蝶阀长期在饱含凝露水及强腐蚀性气体(H_(2)S、CO_(2)、SO_(2))的瓦斯介质中服役,针对该服役环境,提出在其密封面和轴孔表面等离子熔覆司太立12合金的修复方案。对司太立12等离子熔覆层进行系统的显微组织观察、化学成分测试、显微硬度测试,以评估其可靠性。结果表明:司太立熔覆层主要为胞状树枝晶结构,熔覆层与基体结合良好,未见裂纹和气孔缺陷;熔覆层中的胞状枝晶主要为Co基固溶体,在枝晶间连续分布着富Cr相(Cr基固溶体+Cr的碳化物共晶组织)网状结构,富W相(W_(2)C碳化物+Co基固溶体)在富Cr网状结构中呈现不连续分布;司太立12等离子熔覆层的显微硬度为375~450 HV0.3,高于基材(100~150 HV0.3)和原始不锈钢套(200~250 HV0.3)。修复后的蝶阀在煤矿中服役4个月未发生失效,而未处理的新蝶阀服役1个月就发生失效,说明蝶阀密封面及轴孔所采用的司太立12等离子熔覆层对基材有较好的保护作用。