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多功能水力控制阀试验系统的研究

作　者: 靳卫华
导　师: 李志鹏
学　校: 长沙理工大学
专　业: 动力机械及工程
关键词: 试验系统 多功能 水力控制阀 流阻系数 流量系数 数值模拟
分类号: TH134
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 116次
引　用: 5次
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内容摘要


本文以流体力学和计算流体力学为理论基础,结合目前国内外对各种阀门试验系统的研究,并借助一些已有的试验数据,对多功能水力控制阀试验系统进行理论分析,绘制出试验系统图。对各种仪器仪表进行性能分析和选型研究,在此基础上绘制出多功能水力控制阀试验系统安装图。对建立的试验系统进行运行分析,并选用相关阀门对试验系统进行试验分析,验证多功能水力控制阀试验系统的准确性和精确性。在试验过程中,利用计算机进行数据分析和性能曲线绘制。该试验系统能测试水力控制阀的流量系数、流阻系数、水锤波动和时间之间的关系、减压阀的压差与流量曲线、安全阀的性能曲线等。为分析阀门试验系统后续内部流态特性的研究,本文利用大型商用计算分析软件Fluent,对阀门进行数值模拟研究。对被测试水力控制阀利用AutoCAD软件建立阀门流道的物理模型,并使用Gambit软件进行流动计算域四面体网格的划分;以清水为介质,选用标准k-ε模型,利用SIMPLE算法进行计算分析。得出阀门内部流态、压力场、速度场等。把所得模拟结果与试验结果进行对比分析,为该试验系统后续的内部流场试验提供一定的参考。本文通过对阀门的试验分析和数值模拟的研究,可以较好地总结影响阀门综合性能的主要参数和内部流态,清楚地发现阀门初始设计的缺陷,为提出阀门改进设计和优化方案提供了理论依据,并为进一步探索泵内部液固两相流动规律提供了一定的参考,这些对于阀门的研究与发展有着重要影响意义。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
第一章 绪论  11-20
  1.1 阀门的概述  11-12
  1.2 多功能水力控制阀  12-16
    1.2.1 多功能水力控制阀结构、原理及功能特点  12-13
    1.2.2 多功能水力控制阀的分类  13-16
  1.3 阀门试验系统的概述  16-17
  1.4 国内外研究现状与发展  17-18
    1.4.1 多功能水力控制阀试验系统的研究现状  17
    1.4.2 数值模拟的研究现状  17-18
  1.5 本论文主要研究的工作  18-20
第二章 多功能水力控制阀试验系统的研究与设计  20-31
  2.1 多功能水力控制阀试验系统的理论概述  20
  2.2 多功能水力控制阀试验系统的设计  20-21
  2.3 试验系统主要部件设备的选型研究  21-31
    2.3.1 压力罐的设计研究  21-26
    2.3.2 闸阀的选型研究  26-27
    2.3.3 流量计的选择研究  27
    2.3.4 泵机组的选型研究  27-29
    2.3.5 系统中其它元件  29-31
第三章 多功能水力控制阀试验系统建造与误差分析  31-36
  3.1 多功能水力控制阀试验系统的总体构建  31-33
  3.2 多功能水力控制阀试验系统误差分析  33-36
    3.2.1 试验系统仪表精度分析  33
    3.2.2 误差分析  33-34
    3.2.3 误差计算  34-36
第四章 多功能水力控制阀试验系统试验验证  36-50
  4.1 试验系统的试验内容  36
  4.2 国家阀门试验性能标准  36-37
    4.2.1 安全阀性能试验标准  36
    4.2.2 减压阀性能试验标准  36-37
  4.3 阀门试验常用术语  37
  4.4 流量系数和流阻系数性能试验  37-40
    4.4.1 试验系统与试验仪表安装位置  37-38
    4.4.2 测量误差分析  38
    4.4.3 试验程序  38
    4.4.4 试验步骤  38
    4.4.5 试验结果和计算方法  38-40
  4.5 多功能水力控制阀特性试验方法  40-44
    4.5.1 差压平衡阀性能试验方法  40-41
    4.5.2 比例减压阀特性试验方法  41-43
    4.5.4 紧急关闭阀性能测试试验方法  43-44
  4.6 试验结果分析  44-50
    4.6.1 多功能水力控制阀试验分析  44-46
    4.6.2 水力控制阀试验分析  46-50
第五章 多功能水力控制阀的数值模拟  50-62
  5.1 FLUENT 软件概述  50-51
  5.2 控制方程  51-53
  5.3 定解条件  53-54
  5.4 离散方法  54-55
    5.4.1 有限体积法  54
    5.4.2 SIMPLE 算法  54-55
  5.5 计算模型的造型  55-57
  5.6 计算网格的划分  57
  5.7 计算结果  57-61
    5.7.1 计算条件  58
    5.7.2 计算结果分析  58-61
  5.8 计算结果与试验结果的对比分析  61-62
结论与展望  62-65
  1 结论  62-63
  2 展望  63-65
参考文献  65-68
致谢  68-69
附录 A 攻读硕士学位期间发表的论文  69-70
附录 B 多功能水力控制阀试验系统图（实景照片）  70-75
明细表  75-77

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中图分类: > 工业技术 > 机械、仪表工业 > 机械零件及传动装置 > 控制机件
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