【摘 要】
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阀门是管道流量控制、压力调节的重要元件,在石化、油气输送等工程领域有不可替代的作用。最小流量保护阀用于防止管道供给泵在低于负荷运行时,由于过热、气蚀、噪声及流动不稳定引起的损坏。本文针对采用苏尔达结构或YARWAY结构的最小流量保护阀在使用过程中易于出现的关闭异常、旁路泄露、流道空化等问题开展研究,利用FLUENT软件对C型最小流量保护阀内介质速度场、压力场的变化状态进行分析,在此基础上对C型最小
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阀门是管道流量控制、压力调节的重要元件,在石化、油气输送等工程领域有不可替代的作用。最小流量保护阀用于防止管道供给泵在低于负荷运行时,由于过热、气蚀、噪声及流动不稳定引起的损坏。本文针对采用苏尔达结构或YARWAY结构的最小流量保护阀在使用过程中易于出现的关闭异常、旁路泄露、流道空化等问题开展研究,利用FLUENT软件对C型最小流量保护阀内介质速度场、压力场的变化状态进行分析,在此基础上对C型最小流量保护阀的结构进行优化,设计了一种具备自动运行、主路止回并能自动启闭旁路通道的最小流量保护阀。主要研究内容和成果如下:1、对最小流量保护阀结构功能进行了优化设计。采用连杆机构与活塞嵌套的方式将旁路与主路进行连接,改进了阀瓣结构,并在主路阀瓣中嵌套弹簧以帮助主阀瓣复位。2、利用CFD分析对不同结构及不同参数的旁路模型结构与主路结构进行数值分析。根据数值分析结果优化旁路活塞流道,调整了流道的宽度,使流道在最大流量、全开状态下的最大空化率降低至0.101%。3、分析了稳态与瞬态下阀门流域内压力场、速度场、空化现象以及水锤现象对阀门内保部的影响,优化旁路出口模型,与设计方案对该设计结构进行改进,适当增大阀瓣后端接触面积,降低了侧漏量。同时通过调整主路结构,减小压力损失。4、搭建了试验平台并对所设计的最小流量保护阀进行了测试。主路220 m~3/h时压力仅损耗0.48 MPa,旁路在70 m~3/h时压力下降6.93 MPa。结果表明,管道流量变化时,该最小流量保护阀后端压力下降较为平稳,且降压效果明显,具有较好的回流效果及旁路减压性能。
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