先導(dǎo)薄膜式蒸汽E+E減壓閥動(dòng)態(tài)特性研究
先導(dǎo)薄膜式蒸汽E+E減壓閥作為一種利用蒸汽自身能量來(lái)調(diào)控管系壓力的自力式閥門(mén),其性能好壞是決定整個(gè)蒸汽系統(tǒng)能否安全、穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工況惡劣多變且調(diào)節(jié)精度要求高,一般的靜態(tài)理論計(jì)算、傳統(tǒng)樣機(jī)試驗(yàn)、經(jīng)驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)等方法根本無(wú)法滿足用戶對(duì)E+E減壓閥工作穩(wěn)定、響應(yīng)迅速的運(yùn)行要求。同時(shí)隨著工業(yè)生產(chǎn)呈現(xiàn)大容量、高參數(shù)、低耗的趨勢(shì)發(fā)展,蒸汽E+E減壓閥內(nèi)流動(dòng)誘導(dǎo)振動(dòng)、噪聲問(wèn)題凸顯,嚴(yán)重干擾設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行,且對(duì)操作人員的身心健康構(gòu)成較大威脅。

先導(dǎo)薄膜式蒸汽E+E減壓閥動(dòng)態(tài)特性研究           針對(duì)以上問(wèn)題,公司合作研發(fā)的先導(dǎo)薄膜式蒸汽E+E減壓閥系列產(chǎn)品中DN50、PN25規(guī)格為主體研究對(duì)象,開(kāi)展以下一系列研究：采用流場(chǎng)數(shù)值模擬方法對(duì)蒸汽E+E減壓閥不同節(jié)流閥口縮流系數(shù)和阻塞流臨界壓力比進(jìn)行分析計(jì)算以作為數(shù)學(xué)建模依據(jù)；建立了先導(dǎo)薄膜式蒸汽E+E減壓閥從氣源到負(fù)載完整的動(dòng)態(tài)模型,其中考慮了實(shí)際工況下真實(shí)氣體效應(yīng)及蒸汽節(jié)流減壓中的焦耳—湯姆遜效應(yīng),為隨后建立Matlab/Simulink系統(tǒng)動(dòng)態(tài)真模型圖奠定理論基礎(chǔ)；在壓力及流量特性分析的基礎(chǔ)上驗(yàn)證了結(jié)構(gòu)參數(shù)影響方案的可行性；對(duì)調(diào)節(jié)彈簧剛度、導(dǎo)閥阻尼系數(shù)、主導(dǎo)閥膜片面積、主閥低壓腔容積和主閥載荷強(qiáng)容積等關(guān)鍵參數(shù)對(duì)E+E減壓閥動(dòng)態(tài)性能的影響進(jìn)行真對(duì)比研究；利用目標(biāo)函數(shù)、優(yōu)化算法對(duì)先導(dǎo)薄膜式蒸汽E+E減壓閥的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化研究,使先導(dǎo)薄膜式蒸汽E+E減壓閥動(dòng)態(tài)性能得到了很大提升；通過(guò)計(jì)算流體力學(xué)(CFD)模擬蒸汽E+E減壓閥內(nèi)三維湍流非定常壓力脈動(dòng)特性,基于時(shí)均化流場(chǎng)計(jì)算和大渦模擬兩種方法,尋求閥門(mén)內(nèi)部流動(dòng)誘導(dǎo)振動(dòng)和噪聲的流場(chǎng)誘因；利用有限元分析軟件ANSYS對(duì)蒸汽E+E減壓閥閥體進(jìn)行結(jié)構(gòu)模態(tài)分析,應(yīng)用聲學(xué)軟件對(duì)E+E減壓閥腔體、進(jìn)出口管道構(gòu)成的聲腔結(jié)構(gòu)進(jìn)行聲學(xué)模態(tài)分析,得到E+E減壓閥可能出現(xiàn)聲共振的頻率范圍及振型；通過(guò)流體、固體結(jié)構(gòu)及聲場(chǎng)的聲振耦合方法對(duì)蒸汽E+E減壓閥內(nèi)部聲場(chǎng)進(jìn)行求解,在分析聲場(chǎng)模擬結(jié)果的基礎(chǔ)上探討氣動(dòng)噪聲在閥體外的輻射規(guī)律；通過(guò)改進(jìn)主閥閥芯、閥座結(jié)構(gòu)等來(lái)對(duì)比分析對(duì)氣動(dòng)噪聲的影響規(guī)律,為先導(dǎo)薄膜式蒸汽E+E減壓閥的設(shè)計(jì)及消聲減振問(wèn)題的解決提供了一種新的思路。 通過(guò)以上問(wèn)題的研究,為后續(xù)設(shè)計(jì)運(yùn)行穩(wěn)定、抗干擾能力強(qiáng)的低噪聲先導(dǎo)薄膜式蒸汽E+E減壓閥系列化產(chǎn)品提供了參考。