工業(yè)閥門廣泛應用于國民經(jīng)濟各個領域,而閥門氣體內漏問題是各個領域當中普遍存在也是需要面對的問題。特別是在石化、核電等領域中,一般常閉閥門起到隔離介質的作用,當其發(fā)生氣體內漏時,輕者污染下游介質,造成經(jīng)濟耗費,重者發(fā)生爆炸、火災、人員傷亡等生產(chǎn)事故,產(chǎn)生不可彌補的損失。所以進行閥門氣體內漏的實用性研究,對國民經(jīng)濟各領域節(jié)能減排、安全運行有重要意義。針對閥門在工業(yè)中發(fā)生氣體內漏的問題,本文以公稱尺寸為DN25的球閥和截止閥為研究對象,采用數(shù)值計算、實驗驗證和理論計算相結合的方法,具體進行如下研究:(1)從研究的背景和意義出發(fā),介紹了工業(yè)過程控制閥在國民經(jīng)濟中的重要性,以及閥門發(fā)生氣體內漏所產(chǎn)生的危害,提出利用新方法定量檢測閥門氣體內漏的必要性,闡述了多物理場耦合的數(shù)值計算方法研究現(xiàn)狀,確定本課題采用多物理場耦合計算方法(聲流固耦合)來研究閥門氣體內漏問題。(2)介紹了數(shù)值計算基礎理論,為本文中流場和聲場數(shù)值計算的研究奠定基礎;進行了數(shù)值計算與實驗的對比,確定以誤差最小處為基礎的最佳監(jiān)測點位置。(3)運用CFD軟件對閥門的流量和流阻系數(shù)進行數(shù)值計算,驗證簡化模型的準確性;對閥門發(fā)生氣體內漏時...

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究的背景及意義
    1.2 閥門內漏國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內研究現(xiàn)狀
    1.3 多物理場耦合簡介
    1.4 本課題主要研究內容
第2章 數(shù)值計算理論與方法及實驗驗證
    2.1 流場數(shù)值計算
        2.1.1 湍流流動理論
        2.1.2 流體流動控制方程
        2.1.3 湍流模型和近壁面處理
        2.1.4 離散和求解方法及收斂判據(jù)
    2.2 聲場數(shù)值計算
        2.2.1 聲學基本量
        2.2.2 聲學基本方程
        2.2.3 氣動聲學理論
        2.2.4 結構模態(tài)分析理論
        2.2.5 聲學數(shù)值計算方法
    2.3 數(shù)值計算的實驗驗證
    2.4 本章小結
第3章 閥門氣體內漏流場數(shù)值模擬研究
    3.1 流場數(shù)值分析流程
    3.2 球閥穩(wěn)態(tài)及瞬態(tài)流場數(shù)值分析
        3.2.1 球閥流場數(shù)值分析前處理
        3.2.2 球閥流量系數(shù)及實驗驗證
        3.2.3 球閥氣體內漏流場計算邊界條件
        3.2.4 球閥氣體內漏流場結果與分析
    3.3 截止閥穩(wěn)態(tài)及瞬態(tài)流場數(shù)值分析
        3.3.1 截止閥流場數(shù)值分析前處理
        3.3.2 截止閥流量系數(shù)及實驗驗證
        3.3.3 截止閥氣體內漏流場計算邊界條件
        3.3.4 截止閥氣體內漏流場結果與分析
    3.4 本章小結
第4章 閥門氣體內漏聲場數(shù)值模擬研究
    4.1 閥門氣體內漏聲場分析
        4.1.1 閥門氣體內漏聲場的產(chǎn)生與傳遞
        4.1.2 閥門氣體內漏聲場聲源分析
        4.1.3 閥門氣體內漏聲場分析流程
    4.2 閥門氣體內漏數(shù)值模擬計算前處理
        4.2.1 聲學網(wǎng)格劃分
        4.2.2 邊界條件及參數(shù)設置
        4.2.3 結構模態(tài)計算
    4.3 聲場數(shù)值計算結果與分析
        4.3.1 球閥氣體內漏聲場數(shù)值計算結果與分析
        4.3.2 截止閥氣體內漏聲場數(shù)值計算結果與分析
    4.4 本章小結
第5章 閥門氣體內漏聲學實驗及泄漏率量化研究
    5.1 閥門氣體內漏聲學實驗研究
        5.1.1 實驗目的與內容
        5.1.2 實驗系統(tǒng)及過程
    5.2 實驗結果與數(shù)值計算和理論計算對比
        5.2.1 球閥氣體內漏檢測實驗結果與對比
        5.2.2 截止閥氣體內漏檢測實驗結果與對比
        5.2.3 對比結果分析與結論
    5.3 閥門氣體內漏泄漏量的量化計算研究
        5.3.1 建立泄漏量和聲信號強度關系式
        5.3.2 閥門氣體內漏泄漏量數(shù)據(jù)擬合
        5.3.3 數(shù)據(jù)擬合分析結論
    5.4 本章小結
結論與展望
    1 結論
    2 展望
參考文獻
致謝
附錄A 攻讀學位期間所發(fā)表的學術論文目錄



本文編號：3746324