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高温高压调节阀热流固耦合及振动特性分析
1
作者 张伟政 韩光枫 +1 位作者 黄文彬 赵明仁 《液压气动与密封》 2026年第1期68-75,共8页
针对化工管道系统在输运高温水蒸汽时,调节阀阀杆常发生大幅振动与介质外泄等问题,以高温高压调节阀为研究对象,基于计算流体动力学(CFD)和热流固耦合技术,探究了其流场压力脉动特性与结构共振响应,并求解了阀杆共振幅值。研究结果表明... 针对化工管道系统在输运高温水蒸汽时,调节阀阀杆常发生大幅振动与介质外泄等问题,以高温高压调节阀为研究对象,基于计算流体动力学(CFD)和热流固耦合技术,探究了其流场压力脉动特性与结构共振响应,并求解了阀杆共振幅值。研究结果表明:小开度工况时,阀芯与阀笼节流部位存在明显的速度梯度变化,并出现了局部的高速射流;同时,阀芯下方与阀笼流体出口域均出现了涡流回旋,强烈的涡旋不仅会加剧流体动能损耗,同时易激发大幅压力脉动。经热流固耦合模态分析,发现阀门第一阶、第三阶与第四阶固有频率与流体域大幅值压力脉动频率接近,导致阀门与液流系统产生流激共振。经谐响应分析,发现调节阀在10%和30%开度运行时,阀杆在109.6 Hz和154.3 Hz附近产生振幅突变,最大幅值分别为1.9122 mm和1.556 mm。阀杆大的振幅不仅造成填料产生大的变形,引发泄漏问题,同时会对阀盖造成严重磨损。为了避免调节阀发生共振,应尽量减少调节阀在小开度工况下工作。 展开更多
关键词 高温高压调节阀 热流固耦合 流激振动
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泵站重锤式液控蝶阀液压装置改造设计研究
2
作者 肖怀志 《水利技术监督》 2026年第2期294-296,313,共4页
泵站液控蝶阀作为输水系统的关键控制设备,其液压装置的性能直接影响泵组安全运行与管道防护能力。文章以深圳市东江水源工程永湖泵站(二期)为研究对象,针对重锤式液控蝶阀液压装置老化问题,采用更换液压装置、优化液压系统、集成物联... 泵站液控蝶阀作为输水系统的关键控制设备,其液压装置的性能直接影响泵组安全运行与管道防护能力。文章以深圳市东江水源工程永湖泵站(二期)为研究对象,针对重锤式液控蝶阀液压装置老化问题,采用更换液压装置、优化液压系统、集成物联网技术等方法进行改造。结果显示,改造后液压系统保压时间提升至200h以上,水锤压力降低40%,故障率下降60%。该方案保障了泵站安全运行,降低维护成本,为同类工程的设备改造提供了技术参考。 展开更多
关键词 重锤式液控蝶阀 泵站改造 液压装置 设备老化
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DN200高性能蝶阀流场仿真与流固耦合分析
3
作者 张颖骁 黄龙念 《中国设备工程》 2026年第1期142-145,共4页
随着现代工业的迅猛发展,高性能阀门在航空航天、石油化工、能源电力等多个关键领域得到了广泛的应用,市场需求和技术水平都在不断攀升,其性能直接影响系统的稳定运行和高效运转。本研究以DN200高性能蝶阀的流量试验和流场仿真分析为研... 随着现代工业的迅猛发展,高性能阀门在航空航天、石油化工、能源电力等多个关键领域得到了广泛的应用,市场需求和技术水平都在不断攀升,其性能直接影响系统的稳定运行和高效运转。本研究以DN200高性能蝶阀的流量试验和流场仿真分析为研究重点,采用试验与仿真相结合的方法,对不同开度下的阀门流量特性进行试验及仿真,提出了一种较为精确的仿真参数设置方法。最后采用流固耦合的方法得到不同开度下不同材料蝶板的总变形和等效应力,为高性能阀门的设计、优化和性能评估提供了可靠的理论依据,具有实际应用价值和参考意义。 展开更多
关键词 DN200高性能蝶阀 流量试验 流场仿真 流固耦合
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基于RTSR-RRT^(*)算法的机械臂路径规划 被引量：3
4
作者 刘小松 康磊 +2 位作者 单泽彪 苏成志 刘云清 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第3期65-73,共9页
针对传统RRT^(*)算法在路径扩展中存在随机采样偏置性差、路径搜索效率低和收敛速度慢等问题,提出一种重定义采样区域RRT^(*)(RTSR-RRT^(*))算法。首先,在RRT^(*)算法中引入目标偏置策略,降低采样的随机性,增加采样点的偏向性;其次,将... 针对传统RRT^(*)算法在路径扩展中存在随机采样偏置性差、路径搜索效率低和收敛速度慢等问题,提出一种重定义采样区域RRT^(*)(RTSR-RRT^(*))算法。首先,在RRT^(*)算法中引入目标偏置策略,降低采样的随机性,增加采样点的偏向性;其次,将扩展节点与目标点的偏移角度及周围障碍物分布的密集程度按占空比转换得到的角度叠加,再以扩展节点为顶点,与目标点连线为平分线,平分两角度之和形成的采样区域,实现对采样区域的重定义,缩小采样空间,提高路径搜索效率;再次,在重定义采样区域进行二次采样,通过目标点固定引力与采样点变引力共同作用,优化新节点生长方向,进一步提高路径扩展的偏向性,加快算法的收敛速度,最终生成规划路径。为验证所提算法的优越性,通过与RRT^(*)算法、informed-RRT^(*)算法、GB-RRT^(*)算法和AEC-RRT^(*)算法进行对比,结果表明:相较RRT^(*)算法,规划时间节省35%,采样点数量降低58%;相较informed-RRT^(*)算法,规划时间节省40%,采样点数量降低50%;相较GB-RRT^(*)算法,规划时间节省29%,采样点数量降低54%;相较AEC-RRT^(*)算法,规划时间节省31%,采样点数量降低53%。最后,利用机械臂测试平台对所规划路径进行了运动测试实验,进一步验证了所提算法的有效性。 展开更多
关键词 路径规划 机械臂 重定义采样区域 变引力
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升降式起落架油气缓冲器性能仿真分析 被引量：1
5
作者 张帅 曹泽宇 +2 位作者 邱华 史国昭 俞滨 《液压与气动》 北大核心 2025年第3期18-25,共8页
提出了一种具备升降功能的新型油气缓冲器结构,既能满足缓冲功能,又能满足飞机装卸货物需求,通过虚拟仿真技术对该结构进行了性能参数分析。基于该新型升降式油气缓冲器的工作原理,搭建了其数学模型与仿真模型。结果表明:在一定范围内,... 提出了一种具备升降功能的新型油气缓冲器结构,既能满足缓冲功能,又能满足飞机装卸货物需求,通过虚拟仿真技术对该结构进行了性能参数分析。基于该新型升降式油气缓冲器的工作原理,搭建了其数学模型与仿真模型。结果表明:在一定范围内,该油气缓冲器的升降、缓冲性能与气腔初始压力呈正相关,与气腔初始容积呈负相关,但当气腔初始压力增至7.5 MPa或气腔初始容积减小至0.01 m3时,系统会出现抖动现象。研究结果为工程应用升降式起落架油气缓冲器的结构设计提供了参考,提高了设计效率和设计质量。 展开更多
关键词 飞机升降式起落架 油气缓冲器 性能分析 仿真分析
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先导式直动电磁阀电磁特性分析及优化研究
6
作者 赵世田 谢文庆 +3 位作者 卢倩 蔡晓幸 顾金彤 刘浩宇 《机电工程》 北大核心 2025年第12期2292-2302,共11页
先导式直动电磁阀是船舶设备消防控制系统中的核心组件,先导式直动电磁阀的电磁特性劣化,会导致其动态响应性能的下降,进而导致船舶系统性能和可靠性严重降低,为了解决这一问题,对其磁力特性与动态响应性能进行了多参数协同优化研究。首... 先导式直动电磁阀是船舶设备消防控制系统中的核心组件,先导式直动电磁阀的电磁特性劣化,会导致其动态响应性能的下降,进而导致船舶系统性能和可靠性严重降低,为了解决这一问题,对其磁力特性与动态响应性能进行了多参数协同优化研究。首先,基于ANSYS Maxwell电磁场仿真平台,构建了三维瞬态数值模型,并通过实验验证了模型的准确性,采用系统量化的方式,研究了磁路材料、衔铁锥角、导磁壳厚度、线圈匝数、弹簧预紧力等关键结构参数对磁力特性的影响规律;然后,基于ISIGHT结合最优拉丁超立方实验设计,构建了包含76组样本的数值实验矩阵,结合二阶多项式响应面法,建立了结构参数与开启、关闭响应时间的非线性代理模型;最后,构建了以动态响应时间最短为目标的多目标优化模型,采用非线性序列二次规划算法(NLPQLP)进行了参数寻优,并利用建立的响应面模型对仿真模型计算结果进行了验证。研究结果表明:开启与关闭响应时间代理模型的决定系数R^(2)分别达到0.962和0.929;经优化设计后,电磁阀开启响应时间和关闭响应时间分别降低了8.18%、10.83%。该研究可以为高动态响应电磁阀的工程化设计提供理论依据与技术支撑。 展开更多
关键词 先导式直动电磁阀 磁力特性 响应时间 ISIGHT 二阶多项式响应面 非线性序列二次规划算法 结构参数多目标优化
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茶饼包装机恒张力推送机构自适应力学控制
7
作者 杨元慧 王瀚超 谷明霞 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第12期242-247,共6页
茶饼包装机的推送机构存在瞬时张力峰谷,导致PID在频繁工况切换时存在滞后,难以维持张力恒定。故本研究提出自适应力学控制方法。架设张力传感器监测张力值,并确定影响张力的关键因素。将张力的采集值与关键因素作为模糊自适应控制器的... 茶饼包装机的推送机构存在瞬时张力峰谷,导致PID在频繁工况切换时存在滞后,难以维持张力恒定。故本研究提出自适应力学控制方法。架设张力传感器监测张力值,并确定影响张力的关键因素。将张力的采集值与关键因素作为模糊自适应控制器的输入。考虑到PID控制器的滞后性,引入前馈补偿机制预测未来张力。通过对比预测值与输入量提前调整控制器参数,应对滞后性问题,实现恒张力控制。实验表明,该方法能够使张力在短时间内稳定在恒定状态,动态复杂工况下仍具有鲁棒性。 展开更多
关键词 茶饼包装机 推送机构 张力恒定控制 模糊控制原理 PID控制器设计 隶属度函数 前馈补偿机制
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含节流孔板管路内空化流动特性实验与数值研究
8
作者 凌晓 李凡儒 +2 位作者 徐晓刚 陈嵩 郭家新 《核动力工程》 北大核心 2025年第6期201-207,共7页
针对核电严苛工况下含节流孔板管路下游极易出现严重空化、振动及噪声现象,采用可视化实验与数值研究方法分析了含节流孔板管路非定常空腔演化过程及不同条件下空腔与涡旋结构耦合影响作用。结果表明:节流孔近壁面区域持续产生附着型空... 针对核电严苛工况下含节流孔板管路下游极易出现严重空化、振动及噪声现象,采用可视化实验与数值研究方法分析了含节流孔板管路非定常空腔演化过程及不同条件下空腔与涡旋结构耦合影响作用。结果表明:节流孔近壁面区域持续产生附着型空腔;空腔结构呈现由初生、发展至溃灭的准周期性演化过程;各节流孔不同演化阶段的空腔与涡旋结构相互影响,空化流动处于一种准平衡状态。在相同工况下,增加孔板级数使原有压力骤降转变为多次逐级降压过程,有效限制节流孔内局部压力过低,实现空化抑制效果;三级孔板中,最后一级节流孔位置是节流孔板空化风险较大的区域。本文可为含节流孔板管路设计与优化提供一定参考。 展开更多
关键词 节流孔板 管路 空化流动 非定常流动
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基于单向流固耦合的空化状态下调节阀流致振动特性分析
9
作者 杨亮 王龙骧 +2 位作者 顾轩杰 钱锦远 金志江 《阀门》 2025年第8期868-875,共8页
调节阀被广泛应用于流体介质输送中,但运行过程存在流致振动,将导致阀门损坏、管路振动、焊接接口破坏等危害,引发重大安全事故。本文针对DN65节流调节阀的流致振动展开研究,通过对调节阀各开度下的流动特性和空化特性进行分析,绘制了... 调节阀被广泛应用于流体介质输送中,但运行过程存在流致振动,将导致阀门损坏、管路振动、焊接接口破坏等危害,引发重大安全事故。本文针对DN65节流调节阀的流致振动展开研究,通过对调节阀各开度下的流动特性和空化特性进行分析,绘制了调节阀的流量特性曲线、临界空化系数曲线和压力恢复系数曲线,为判断调节阀工况是否发生空化或阻塞提供指导,并可初步判断阀门振动的剧烈程度。对空化工况下36%开度的调节阀进行单向流固耦合分析,得到调节阀各部分的振动情况,经频谱分析得出X方向振动主频频率最高,幅值最低,Y、Z方向上振动主频频率相近,但Z方向振动主频幅值最高,以此深入对流致振动的了解。 展开更多
关键词 调节阀 流动特性 流致振动 流固耦合
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金属阀门的腐蚀与防护
10
作者 岳为民 杨红发 +5 位作者 熊思勇 李健 王磊 霍蒙 张智峰 赵京 《阀门》 2025年第6期670-674,共5页
金属阀门在工业生产中扮演着重要角色,其腐蚀问题不仅影响设备的使用寿命,还可能导致重大的安全事故和巨大的经济损失,防腐蚀技术的发展对于提高金属阀门的可靠性具有不可替代的作用。本文系统梳理了金属阀门腐蚀与防护的研究方法,包括... 金属阀门在工业生产中扮演着重要角色,其腐蚀问题不仅影响设备的使用寿命,还可能导致重大的安全事故和巨大的经济损失,防腐蚀技术的发展对于提高金属阀门的可靠性具有不可替代的作用。本文系统梳理了金属阀门腐蚀与防护的研究方法,包括涂层保护、阴极保护、缓蚀剂等。这些技术的应用显著提高了金属阀门的抗腐蚀性能,并延长了使用寿命。但现有防腐蚀技术仍面临一些挑战,在某些极端环境下,部分涂层可能无法提供足够的保护,未来研究应聚焦于研发更加可靠、环保且维护便捷的新型防腐蚀材料和技术。 展开更多
关键词 金属阀门 防腐蚀 涂层保护 阴极保护 缓蚀剂
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316L金属阀门的腐蚀与防护
11
作者 岳为民 郝承明 +5 位作者 李健 王磊 叶奇 熊思勇 杨红发 赵京 《阀门》 2025年第5期578-582,共5页
金属材料在工业生产与日常生活中扮演着重要角色,不锈钢因其优异的耐腐蚀性,被广泛应用于工业生产等领域。但在海洋、油田等含氯环境中,Cl-对钝化膜有极强的穿透破坏作用,导致不锈钢钝化,发生局部溶解及点蚀现象,威胁设备的运行安全。... 金属材料在工业生产与日常生活中扮演着重要角色,不锈钢因其优异的耐腐蚀性,被广泛应用于工业生产等领域。但在海洋、油田等含氯环境中,Cl-对钝化膜有极强的穿透破坏作用,导致不锈钢钝化,发生局部溶解及点蚀现象,威胁设备的运行安全。本文主要讲述316L金属阀门的腐蚀机理与防护技术,全面梳理316L金属阀门在腐蚀与防护领域的研究进展。通过深入分析材料微观结构演变,结合表面改性、缓蚀剂协同防护等创新技术进行研究。此研究对延长装备寿命、提升工业安全水平具有重大工程价值,为新型耐蚀阀门材料研发提供理论支持。 展开更多
关键词 金属阀门 腐蚀与防护 表面改性 不锈钢
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含凸起结构特斯拉阀的流动特性研究
12
作者 钱锦远 张航野 +1 位作者 金志江 黄龙 《阀门》 2025年第8期849-853,共5页
针对单级特斯拉阀双极性(Di)提升受限的问题,本文提出在D型特斯拉阀分岔口引入非对称凸起结构的新型设计。通过建立二维湍流特斯拉阀流动模型(Re=2500~4167),系统分析了凸起尺度(R/d)与凸起方向对阀件性能的影响。结果表明,优化后的凸... 针对单级特斯拉阀双极性(Di)提升受限的问题,本文提出在D型特斯拉阀分岔口引入非对称凸起结构的新型设计。通过建立二维湍流特斯拉阀流动模型(Re=2500~4167),系统分析了凸起尺度(R/d)与凸起方向对阀件性能的影响。结果表明,优化后的凸起结构可显著强化双极性,当R/d=0.8时,同向与逆向凸起分别使Di值提升至2.6与2.8,超过传统单级特斯拉阀Di值的两倍。其中,逆向凸起更展现了独特优势,在R/d≥0.6时,Di值随雷诺数呈现显著的动态响应,Di变化量最大可达0.19,实现了流动驱动的阀门双极性自适应调节。该设计通过结构-流动干涉机制调控流场分配,兼具结构简化与性能提升,为气体密封、微流控智能元件等需要高可靠性及可调性领域提供了新型解决方案。 展开更多
关键词 特斯拉阀 双极性 结构设计 流动特性
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自升平台临界气隙砰击载荷特性分析
13
作者 杨玥 高宝坤 +2 位作者 谢昊 卢文月 徐晨峰 《船舶工程》 北大核心 2025年第S1期749-757,共9页
[目的]砰击载荷作为海洋运行过程中所受到的强烈载荷,其统计特性一直是设计阶段重点关注问题。[方法]对在规则波和不规则波海况下进行砰击载荷统计分析,比较不同航向角、同气隙高度下的相同海况,统计不同砰击测点的极值、砰击无因次和... [目的]砰击载荷作为海洋运行过程中所受到的强烈载荷,其统计特性一直是设计阶段重点关注问题。[方法]对在规则波和不规则波海况下进行砰击载荷统计分析,比较不同航向角、同气隙高度下的相同海况,统计不同砰击测点的极值、砰击无因次和砰击空间分布等,并采用90分位值统计分析和Weibull分布拟合进行长期预报。[结果]结果表明:在小气隙的条件下,桩腿平台所受砰击集中在底部,垂直砰击载荷要大于水平砰击载荷,砰击载荷的极值发生在平台靠首部船底两侧区域,随着气隙的增加,砰击载荷逐渐汇集到船肿处。[结论]相关研究可为海洋结构物的抗砰击优化设计提供关键理论依据。 展开更多
关键词 砰击载荷 无因次统计 气隙 统计分析 WEIBULL分布
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基于参数化模型的超低温阀门结构优化研究
14
作者 秦宏川 张蔚 《液压气动与密封》 2026年第1期83-89,共7页
超低温阀门是液化天然气等物质运输的关键结构,为了优化超低温阀门结构的强度与密封性,构建了超低温阀门结构的参数化模型,对超低温阀门结构的设计参数进行了分析;建立了确定性优化方程,并采用多岛遗传算法(Multi-island Genetic Algori... 超低温阀门是液化天然气等物质运输的关键结构,为了优化超低温阀门结构的强度与密封性,构建了超低温阀门结构的参数化模型,对超低温阀门结构的设计参数进行了分析;建立了确定性优化方程,并采用多岛遗传算法(Multi-island Genetic Algorithm,MIGA)与非线性二次规划(Nonlinear Quadratic Programming,NLPQL)算法,对确定性优化方程进行求解。结果显示,经过优化后,超低温阀门结构填料最低温度、密封比压、流阻系数均有所降低,其中填料最低温度下降22.8%,密封比压下降2.73%,流阻系数下降11.15%。提出的超低温阀门结构优化方法,可有效优化超低温阀门的密封性,提高超低温阀门的确定性。 展开更多
关键词 超低温阀门 参数化模型 多岛遗传算法 非线性二次规划
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基于RobotStudio的工业机器人弧焊焊接工作站仿真设计
15
作者 张新娟 刘向勇 李依璟 《机电工程技术》 2025年第10期70-74,共5页
通过利用RobotStudio软件的仿真功能,模拟设计一套工业机器人弧焊工作站。通过工作站的搭建、机器人系统的配置、I/O配置、参数设置、程序编写和调试等步骤,完成整个工作站设计。工作站仿真设计贴近弧焊焊接实际效果,体现ABB工业机器人A... 通过利用RobotStudio软件的仿真功能,模拟设计一套工业机器人弧焊工作站。通过工作站的搭建、机器人系统的配置、I/O配置、参数设置、程序编写和调试等步骤,完成整个工作站设计。工作站仿真设计贴近弧焊焊接实际效果,体现ABB工业机器人ArcWare弧焊包的功能和PathRecover (路径恢复)的智能,通过仿真观察各输入信号对弧焊的影响、焊接过程中输出的变化、以及焊枪工作末端的轨迹等,整个工作站仿真运行效果较好,能够有效指导真实弧焊工作站建设。 展开更多
关键词 工业机器人 弧焊工作站 仿真
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升降式止回阀轻量化低流阻结构优化设计
16
作者 张希恒 冯铄 +2 位作者 薛睿渊 秦永胜 叶建中 《甘肃科学学报》 2025年第6期113-120,共8页
在升降式止回阀的设计与研发中,提升阀门的流通能力并减少正向流动时的流阻系数是核心研究课题。以DN25升降式止回阀为例,首先将该阀门通过流量流阻试验系统所测得的流阻系数与CFD仿真模拟所得的流阻系数进行对比,验证分析CFD仿真模拟... 在升降式止回阀的设计与研发中,提升阀门的流通能力并减少正向流动时的流阻系数是核心研究课题。以DN25升降式止回阀为例,首先将该阀门通过流量流阻试验系统所测得的流阻系数与CFD仿真模拟所得的流阻系数进行对比,验证分析CFD仿真模拟所得出结果的可靠性。其次,将阀门流道结构尺寸作为设计变量计算其对阀门流阻系数的影响,以流阻系数及阀门质量作为一组目标参数与设计变量进行敏感性分析。采用拉丁超立方设计法抽样生成BP神经网络模型所需的原始样本,通过数据归一化处理、网络的非线性建模、权值与阈值的确定、选取训练集合及测试集合等步骤,搭建3层神经网络预测模型,拟合输入层与输出层之间的函数关系。通过对设计变量与目标参数关系式求解条件极值,成功实现了升降式止回阀的轻量化和低流阻的结构优化设计。研究结果显示,升降式止回阀的流阻系数与流道结构形状密切相关,优化后的阀门流阻系数较原设计降低了27.34%,阀门质量减少了7.84%。 展开更多
关键词 升降式止回阀 CFD 流阻系数 结构优化 BP神经网络
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文丘里定风量阀弹性组件的仿真求解方法
17
作者 王非 符亚松 +2 位作者 夏本明 褚芳 黄晋 《暖通空调》 2025年第6期66-74,46,共10页
文丘里定风量阀由于响应快、压力无关范围大等特点在受控环境的风量与压力控制领域有着广泛的应用。弹性组件是阀门的关键部件,其性能影响定风量控制的精度。本文通过CFD数值仿真模拟和实验验证,得到了阀门内部流场分布、流阻特性及阀... 文丘里定风量阀由于响应快、压力无关范围大等特点在受控环境的风量与压力控制领域有着广泛的应用。弹性组件是阀门的关键部件,其性能影响定风量控制的精度。本文通过CFD数值仿真模拟和实验验证,得到了阀门内部流场分布、流阻特性及阀芯受力与位移的关系,提出了基于CFD仿真的弹性组件性能曲线模拟求解方法。研究表明:使用该方法得到的弹性组件能够使阀门获得良好的压力无关定风量控制性能;流量范围在500~1800 m^(3)/h且阀门工作压差在300~550 Pa时,流量偏差率能够控制在5%以内,阀门在此工况下具有较高的定风量控制精度。 展开更多
关键词 定风量阀 弹性组件 流阻特性 数值模拟 实验研究
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LNG超低温阀门结构设计综述
18
作者 潘淑微 《阀门》 2025年第7期798-803,共6页
在液化天然气接收站中,超低温阀门作为关键控制设备,其运行可靠性深刻影响着能源输送安全。针对国产低温阀门当前市场应用比例偏低、产品工况适应性不足等问题,本文围绕核心结构设计与性能优化展开综述,揭示了长颈阀盖结构热力学特性、... 在液化天然气接收站中,超低温阀门作为关键控制设备,其运行可靠性深刻影响着能源输送安全。针对国产低温阀门当前市场应用比例偏低、产品工况适应性不足等问题,本文围绕核心结构设计与性能优化展开综述,揭示了长颈阀盖结构热力学特性、多级密封系统协同作用机理、防静电传导路径设计等核心技术,并结合-196℃极端工况模拟数据,证实阀门在深冷条件下的密封可靠性与结构稳定性。该研究为提升LNG关键设备技术水平提供了新的解决方案,对加速能源装备国产化替代、强化国家能源战略安全具有重要意义。 展开更多
关键词 LNG 超低温阀门 结构设计 性能优化 密封可靠性
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高温高压上装式球阀热流固耦合性能分析
19
作者 张伟政 黄文彬 +3 位作者 贾金光 余列信 杜昆明 唐大建 《液压气动与密封》 2025年第10期44-52,共9页
针对高温高压阀门产生的热膨胀卡死及热疲劳失效问题,以高温高压上装式球阀为研究对象,基于计算流体动力学(CFD)和热流固耦合技术,探究了其流场特性及结构耦合应力应变,并分析了阀座密封副接触应力。研究结果表明:小开度工况时,球体节... 针对高温高压阀门产生的热膨胀卡死及热疲劳失效问题,以高温高压上装式球阀为研究对象,基于计算流体动力学(CFD)和热流固耦合技术,探究了其流场特性及结构耦合应力应变,并分析了阀座密封副接触应力。研究结果表明:小开度工况时,球体节流部位存在明显的速度梯度变化,并出现了局部的高速射流;随着开度增大,球体进出口区域的高速流均向球体内流道延伸,形成了贯穿球体的高速带。在热流固耦合工况下,阀杆的温度梯度较大,易产生大的热应力与热变形;阀盖颈部散热片强化了与空气的对流散热,防止了填料因高温氧化而板结,确保了阀门密封可靠性。在热应力与压应力叠加作用下,阀杆下端产生了明显的应力集中,最大耦合应力为179.79 MPa,最大耦合应变为0.0044 mm;由于阀盖主要的换热方向是从内壁到外壁侧,故其最大耦合应力应变位于内壁侧。由应力评定结果知:阀杆与阀座密封面最大耦合应力均小于相应温度下材料的最大许用应力,故该阀门不会出现过载压溃失效问题。 展开更多
关键词 高温高压 球阀 流动特性 热流固耦合
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煤化工V型调节球阀流动与冲蚀磨损特性分析
20
作者 张伟政 黄文彬 +2 位作者 贾金光 杜昆明 余列信 《液压气动与密封》 2025年第7期50-58,共9页
针对煤化工管路系统中黑水阀的冲蚀磨损问题,以V型调节球阀为研究对象,基于计算流体动力学(CFD)和冲蚀磨损理论,对V型球阀进行冲蚀磨损数值模拟,得到了V型球阀流体域内流速、压力及冲蚀形貌的分布规律,并与实际工程中失效阀门进行了对... 针对煤化工管路系统中黑水阀的冲蚀磨损问题,以V型调节球阀为研究对象,基于计算流体动力学(CFD)和冲蚀磨损理论,对V型球阀进行冲蚀磨损数值模拟,得到了V型球阀流体域内流速、压力及冲蚀形貌的分布规律,并与实际工程中失效阀门进行了对比分析。研究结果表明:小开度工况时,V型球阀内存在明显的负压,且负压值远低于黑水在170℃时的饱和蒸气压,阀门易产生流动空化;典型开度工况下,球体内流道迎流面因V口高速射流形成明显的靶心状高压区,在含固体颗粒介质的高速冲刷下,靶心状高压区域易产生明显的磨损蚀坑。V型球阀磨损严重区域主要分布在阀前座、球体内流道迎流面、阀体以及阀后座,当阀座密封副区域受到颗粒严重的冲刷磨损时,易造成密封失效问题。此外,其阀门壁面最大磨损率与平均磨损率均随着开度增加逐渐降低,当相对开度大于40%时,磨损率显著降低,为了延长阀门使用寿命,应尽量减少V型球阀在小开度下工作。 展开更多
关键词 V型调节球阀 流动特性 冲蚀磨损 密封失效
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