全量型安全閥流道設計及性能分析.pdf

1、全量型安全閥是大型火力發(fā)電廠蒸汽介質(zhì)設備和管路上常用的一種安全閥。安全閥介質(zhì)流動狀態(tài)復雜，為獲得較好的流動特性，會涉及到較多的結(jié)構(gòu)設計參數(shù)。針對全量型安全閥閥腔結(jié)構(gòu)復雜，流型多變等因素對閥門性能的影響，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，建立了排量、動作特性、彈簧剛度和喉徑計算的數(shù)學模型，并建立了零件及裝配體的三維幾何模型;針對安全閥閥腔的優(yōu)化問題進行了描述，

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進行集成，把CAE模型優(yōu)化問題轉(zhuǎn)變成數(shù)學模型進行求解，考慮到閥腔結(jié)構(gòu)的復雜性，在選擇算法時采用遺傳算法和序列二次規(guī)劃法組合優(yōu)化策略，優(yōu)化后的設計參數(shù)有效擴大了閥體流道的容積，減輕了閥體質(zhì)量。
　　其次，對優(yōu)化后的閥腔流道進行數(shù)值仿真分析，基于流體力學計算方法，利用Workbench對全量型安全閥進行分析。對比安全閥流道優(yōu)化前后流量變化發(fā)現(xiàn)，改進后流量整體上大于改進前

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