本文選題：水力失調(diào)　切入點(diǎn)：節(jié)能　出處：《浙江大學(xué)》2012年碩士論文

【摘要】：本文創(chuàng)新設(shè)計(jì)了一種機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、通流能力強(qiáng)、流量控制精度高的大口徑動(dòng)態(tài)流量平衡閥模型,該模型包含一種獨(dú)特的引壓結(jié)構(gòu)。 針對(duì)該模型結(jié)構(gòu),論文嘗試選用同心環(huán)形縫隙流量公式設(shè)計(jì)該模型核心構(gòu)件——閥芯曲線,并運(yùn)用CFD方法對(duì)基于理論計(jì)算創(chuàng)建的模型在不同閥芯位移下的流動(dòng)特性進(jìn)行了數(shù)值模擬。數(shù)值模擬采用標(biāo)準(zhǔn)K-ε湍流模型和SIMPLE算法。通過(guò)分析數(shù)值模擬結(jié)果,論文得到了平衡閥閥芯軸向受力—閥芯位移曲線關(guān)系圖,兩者的線性相關(guān)性驗(yàn)證了同心環(huán)形縫隙流量公式的可靠性；同時(shí)依據(jù)關(guān)系圖上存在的問(wèn)題,論文不斷改進(jìn)閥體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),最終得到了具有高線性度的閥芯軸向受力—閥芯位移關(guān)系曲線的平衡閥模型,并驗(yàn)證了引壓結(jié)構(gòu)的可行性和效用性。預(yù)期能使用線性螺旋彈簧控制閥芯移動(dòng),達(dá)到控制流量恒定的目的。 為進(jìn)一步驗(yàn)證動(dòng)態(tài)流量平衡閥的高精度性能,論文借助專門的高精度動(dòng)態(tài)流量平衡閥流量壓差特性試驗(yàn)平臺(tái)對(duì)設(shè)計(jì)的恒流量平衡閥實(shí)物模型進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,得到了實(shí)物模型的流量—壓差特性曲線。曲線結(jié)果表明該恒流量控制閥能通過(guò)線性彈簧實(shí)現(xiàn)高精度恒流量功能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果還證實(shí)了CFD數(shù)值模擬是進(jìn)行動(dòng)態(tài)流量平衡閥優(yōu)化設(shè)計(jì)和預(yù)測(cè)分析的一種可行有效的方法。 理論推導(dǎo)與實(shí)驗(yàn)研究的結(jié)果還表明,改變彈簧彈性系數(shù)時(shí),動(dòng)態(tài)流量平衡閥的平衡流量值和工作壓差范圍將按一定規(guī)律變化,但對(duì)流量控制精度的影響較小因此,工程實(shí)踐中可以通過(guò)改變彈簧彈性系數(shù)值來(lái)滿足不同工作壓差范圍和平衡流量值的需求。 論文將設(shè)計(jì)的平衡閥與現(xiàn)有知名平衡閥制造商生產(chǎn)的動(dòng)態(tài)流量平衡閥進(jìn)行能耗對(duì)比,驗(yàn)證了本設(shè)計(jì)閥門低能耗,高通流等特點(diǎn)。最后總結(jié)了DN=300mm口徑平衡閥的設(shè)計(jì)思路,為其他口徑的系列化產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供一定的指導(dǎo)。
[Abstract]:In this paper, a large caliber dynamic flow balance valve model with simple mechanical structure, strong flow capacity and high flow control accuracy is designed.Aiming at the structure of the model, this paper tries to select the concentric annular slot flow formula to design the core component of the model-the valve core curve.The flow characteristics of the model based on theoretical calculation under different spool displacement were simulated by CFD method.The standard K- 蔚 turbulence model and SIMPLE algorithm are used in the numerical simulation.By analyzing the numerical simulation results, the paper obtains the balance valve core axial load-valve core displacement curve diagram, the linear correlation between the two verified the concentric annular slot flow formula reliability, and according to the relationship between the existing problems,In this paper, the design of valve body structure has been improved continuously, and the balance valve model with high linearity of axial load-core displacement curve has been obtained, and the feasibility and utility of the lead pressure structure have been verified.A linear coil spring is expected to be used to control the movement of the spool to achieve the purpose of constant flow control.In order to further verify the high precision performance of the dynamic flow balancing valve, the physical model of the designed constant flow balance valve is experimentally studied by means of a special high precision dynamic flow balance valve flow pressure differential test platform.The flow-pressure difference characteristic curve of the physical model is obtained.The curve results show that the constant flow control valve can achieve high precision constant flow function by linear spring.The experimental results also prove that CFD numerical simulation is a feasible and effective method for optimal design and prediction of dynamic flow balancing valve.The theoretical derivation and experimental results also show that when the spring elastic coefficient is changed, the balance flow value and the working pressure difference range of the dynamic flow balancing valve will change according to certain laws, but the influence on the flow control accuracy is small.In engineering practice, the spring elastic coefficient can be changed to meet the requirements of different range of working pressure difference and balance flow value.This paper compares the energy consumption of the designed balance valve with the dynamic flow balance valve produced by the famous balance valve manufacturer, and verifies the characteristics of the design valve, such as low energy consumption and high flow passage.Finally, the design idea of DN=300mm caliber balance valve is summarized, which provides some guidance for the series product design of other caliber.
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TH134

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