此論文是與安徽銅都流體科技股份有限公司合作完成的,文中試驗是在河南省汝州市第三水廠進行的。水力機械是人民生活、工業(yè)生產(chǎn)、交通運輸中最為普遍的機械,現(xiàn)階段水力機械正逐步向大型化、高速化、大功率和高性能方向發(fā)展,活塞式流量調(diào)節(jié)閥可方便的進行調(diào)流、調(diào)壓、放空消能等,因此被廣泛用于水利系統(tǒng)中。但在實際中,由于全國范圍內(nèi)閥門大口徑流阻系數(shù)與流量特性測試試驗裝置的缺失,大口徑活塞式流量調(diào)節(jié)閥設(shè)計流量很難與預(yù)期一致,這就造成閥門流量無法準(zhǔn)確選型,往往流量選擇偏大,造成調(diào)節(jié)閥在小開度下工作,易出現(xiàn)空化氣蝕、高噪聲等問題,對閥門及管路系統(tǒng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。此論文針對以上問題進行了以下研究工作:（1）根據(jù)活塞式流量調(diào)節(jié)閥二維圖紙,利用SolidWorks軟件建立三維模型,基于計算流體動力學(xué)（CFD）,把實際加工中的表面粗糙度轉(zhuǎn)化為ANSYS CFX中可輸入的當(dāng)量粗糙度,研究了光滑及不同表面粗糙度等級對活塞式流量調(diào)節(jié)閥流量特性的影響,為后續(xù)準(zhǔn)確的計算湍流流場及閥內(nèi)空化及氣蝕提供了條件。（2）根據(jù)合作單位技術(shù)要求,基于計算流體動力學(xué)（CFD）,分別模擬活塞式流量調(diào)節(jié)閥不同開度下的內(nèi)部流場,獲得內(nèi)部不同開度下的... 

【文章來源】：蘭州理工大學(xué)甘肅省

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

活塞式流量調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)圖

大口徑活塞式流量調(diào)節(jié)閥CFD模擬與流噪音預(yù)測研究8圖2.1活塞式流量調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)圖大口徑活塞式流量調(diào)節(jié)閥是通過做部分回轉(zhuǎn)（0~90°）運動的曲柄滑塊裝置驅(qū)動連桿運動，使閥體內(nèi)的曲柄連桿帶動活塞作直線往復(fù)運動改變過流通道面積，達到閥門的開啟、關(guān)閉或調(diào)節(jié)壓力或流量，活塞式流量調(diào)節(jié)閥閥體內(nèi)流態(tài)如圖2.2所示。圖2.2活塞式流量調(diào)節(jié)閥內(nèi)流態(tài)示意圖2.3CFD數(shù)值模擬計算理論基礎(chǔ)2.3.1流體力學(xué)控制方程流體的流動必須遵循質(zhì)量守恒方程、動量守恒方程及能量守恒方程，這是大自然必然的規(guī)律，在運用CFD進行仿真模擬時，流體流動遵循N-S方程，也就是納維斯托克斯方程，其控制方程如下[56-59]：（1）動量守恒方程流體動量對時間的導(dǎo)數(shù)等于微元體所承受的外力之和，另一種說法就是牛頓第二定律的表述，則動量守恒方程表達式為：

25 50 275.73 551.47 2.4.2 流道模型建立 根據(jù)提供的活塞式流量調(diào)節(jié)閥二維圖紙，利用 SolidWorks 軟件建立三維模型，按照 GB/T 30832-2014《閥門流量系數(shù)和流阻系數(shù)試驗方法》中對閥門前后支管段的規(guī)定[64]，參考閥門前后管段長度分別取 2 倍和 6 倍公稱直徑長度處，使流場充分發(fā)展。將活塞式流量調(diào)節(jié)閥三維模型導(dǎo)入 ANSYS Workbench DM 中反向建模生成活塞式流量調(diào)節(jié)閥三維內(nèi)部流道模型如圖 2.4、圖 2.5 所示。

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]水力裝置空化空蝕數(shù)值計算與試驗研究[D]. 王健.江蘇大學(xué) 2015

碩士論文
[1]先導(dǎo)式調(diào)節(jié)閥流動及流激振動數(shù)值模擬研究[D]. 朱祿.蘭州理工大學(xué) 2019
[2]微啟式彈簧載荷安全閥振動特性與氣動噪聲預(yù)測研究[D]. 潘偉亮.蘭州理工大學(xué) 2019
[3]高壓降迷宮套筒組合調(diào)節(jié)閥瞬態(tài)流場及渦激振動模擬研究[D]. 王偉波.蘭州理工大學(xué) 2018
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本文編號：3295549