【摘要】：隨著國家重大能源工程的建設與發(fā)展,減溫減壓裝置被廣泛應用于熱電聯(lián)產(chǎn)工程,用來實現(xiàn)對高溫高壓過熱蒸汽的壓力及溫度調(diào)節(jié)。減壓閥作為減溫減壓裝置的核心部件,傳統(tǒng)的閥門結構與技術已無法滿足目前國家重大工程高溫、高壓差、大流量等一系列復雜工況要求。因此,需要對現(xiàn)有的減壓閥進行創(chuàng)新與改造。本文提出了一種針對高溫高壓過熱蒸汽的二級減壓角式減壓閥,采用雙層多孔籠罩及節(jié)流孔板作為節(jié)流元件,并對其壓比特性及節(jié)流特性進行數(shù)值分析,主要的研究內(nèi)容與成果有:(1)使用Inventor軟件建立了高溫高壓過熱蒸汽減壓閥幾何模型,使用Workbench對流道模型進行了網(wǎng)格劃分。以520 ℃,10 MPa的過熱蒸汽作為流動介質(zhì),針對不同減壓比和不同閥芯開度的壓比特性進行了數(shù)值研究,分析了壓力、速度和溫度等流動參數(shù)變化情況;從減壓機理上分析了三個參數(shù)的變化規(guī)律;獲得了該閥的流量特性。研究表明:閥門流道的壓力變化主要發(fā)生在雙層籠罩和節(jié)流孔板,且雙層籠罩的壓降效果要好于節(jié)流孔板的壓降效果。該閥的理想流量特性近似于線性關系。隨著減壓比的減小,流道壓力越平穩(wěn),雙層籠罩的壓降效果越好,湍流能量耗散減小;過熱蒸汽始終保持較大的過熱度,不會發(fā)生相變。(2)建立了不同入口流道直徑、雙層籠罩間距以及節(jié)流孔板位置的流道模型,并針對以上三個參數(shù)對高溫高壓過熱蒸汽減壓閥節(jié)流特性的影響進行數(shù)值研究。研究表明:入口流道直徑對該閥的節(jié)流特性及出口流量沒有顯著影響。隨著雙層籠罩間距的增大,內(nèi)籠罩孔出口處的高流速低溫區(qū)域減小,節(jié)流孔板處的湍流能量耗散明顯下降。隨著節(jié)流孔板位置的下移,閥腔兩側的漩渦增大,最大速度減小,最低溫度增大,湍流能量耗散增大。綜上所述,大雙層籠罩間距以及靠近內(nèi)外籠罩的節(jié)流孔板位置布置使高溫高壓過熱蒸汽減壓閥壓降節(jié)流效果更好,湍流能量耗散就越少。本文的研究成果對于掌握高溫高壓過熱蒸汽減壓閥流場流動特性,改善其節(jié)流效果具有重要的指導作用。
【圖文】：

柱塞式閥芯如圖１．１所示，閥芯為圓錐面柱塞結構，可用于大流量和高壓場合。逡逑打孔套筒式閥芯如圖１．２所示，，其特點為高強度，良好的抗振性能，并可以消除噪逡逑fI。逡逑１．４本文的研究內(nèi)容逡逑本文以新型的雙層多孔籠罩式高溫高壓過熱蒸汽減壓閥為研究對象，采用數(shù)值逡逑模擬計算的方法，對其在不同開度、壓比、結構參數(shù)下的流動性能和節(jié)流特性進行逡逑了較為系統(tǒng)的模擬和分析，主要工作內(nèi)容如下：逡逑（１）針對計算流體力學研究方法中的主要思想、方程、湍流模型的選取和方程逡逑的離散與求解方法進行細致系統(tǒng)的研究，為下一步進行數(shù)值模擬分析時，選擇合適逡逑的數(shù)值離散方法、湍流模型及參數(shù)奠定理論基礎。逡逑（２）采用三維建模軟件Ｉｎｖｅｎｔｏｒ建立新型高溫高壓過熱蒸汽減壓閥的三維實體逡逑模型，并以此為基礎，建立減壓閥在不同開度下流道的分析模型，設定邊界條件，逡逑

柱塞式閥芯如圖１．１所示，閥芯為圓錐面柱塞結構，可用于大流量和高壓場合。逡逑打孔套筒式閥芯如圖１．２所示，其特點為高強度，良好的抗振性能，并可以消除噪逡逑fI。逡逑１．４本文的研究內(nèi)容逡逑本文以新型的雙層多孔籠罩式高溫高壓過熱蒸汽減壓閥為研究對象，采用數(shù)值逡逑模擬計算的方法，對其在不同開度、壓比、結構參數(shù)下的流動性能和節(jié)流特性進行逡逑了較為系統(tǒng)的模擬和分析，主要工作內(nèi)容如下：逡逑（１）針對計算流體力學研究方法中的主要思想、方程、湍流模型的選取和方程逡逑的離散與求解方法進行細致系統(tǒng)的研究，為下一步進行數(shù)值模擬分析時，選擇合適逡逑的數(shù)值離散方法、湍流模型及參數(shù)奠定理論基礎。逡逑（２）采用三維建模軟件Ｉｎｖｅｎｔｏｒ建立新型高溫高壓過熱蒸汽減壓閥的三維實體逡逑模型，并以此為基礎，建立減壓閥在不同開度下流道的分析模型，設定邊界條件，逡逑
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TH134

【參考文獻】

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本文編號：2665565