大口径双向流硬密封旋球阀静动力学仿真分析研究

摘要

在节能减排已成为全球发展趋势的今天,如何对流体管道中的能耗大户--大口径阀门实施节能及高性能优化设计,已成为大口径阀门技术研究的焦点之一。但现有的大口径阀门仍存在能耗较高、压力损失较大、密封性能较差等特点,因此,探索一种能耗低、压力损失小、密封性能好的大口径阀门优化设计方法,在这种市场高速发展和能源紧张的时代显得十分紧迫。
　　 本文以湖南省高等学校科学研究项目[09C594]为依托,采用有限元静力学分析、ADAMS动力学分析以及性能验证相结合的方法,对大口径双向流硬密封旋球阀进行静动力学仿真分析,论文的主要研究工作和创新之处如下:
　　 (1)理论分析了大口径双向流硬密封旋球阀的工作原理和特性,为大口径双向流硬密封旋球阀的静动力学仿真分析奠定了坚实的基础。
　　 (2)从正反向作用对处于关闭状态的大口径双向流硬密封旋球阀的阀轴和总体的强度与刚度进行了有限元分析,并对阀板进行了优化。结果表明,在工作状况下,处于关闭状态的大口径双向流硬密封旋球阀能满足密封功能。
　　 (3)大口径双向流硬密封旋球阀动力学仿真分析表明,大口径双向流硬密封旋球阀开启时所需扭矩比关闭时所需扭矩要小；当水流为5m/s时,大口径双向流硬密封旋球阀开启时,施加在轴上的扭矩不得大于5500 N·m;在其关闭时,施加在轴上的扭矩不得大于4650 N·m,否则阀板转速过快,水流急速冲击阀板从而产生水锤现象。
　　 总之,大口径双向流硬密封旋球阀既具有很好的密封性能,又具有节能降耗性能和流量调节性能,同时还能节省材料。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 阀门发展历史及研究现状

1.2 蝶阀技术的研究现状与发展趋势

1.3 数值模拟方法在阀门开发上的应用研究

1.4 大口径双向流硬密封旋球阀的研究背景及研究意义

1.5 研究的内容与文章结构

第2章 大口径双向流硬密封旋球阀特性分析

2.1 大口径双向流硬密封旋球阀简介

2.2 大口径双向流硬密封旋球阀工作原理

2.3 大口径双向流硬密封旋球阀性能特点

2.3.1 新型双向流硬密封旋球阀关键技术

2.3.2 大口径双向流硬密封旋球阀优点

2.4 本章小结

第3章 大口径双向流硬密封旋球阀静力学仿真分析

3.1 有限元仿真软件概述

3.1.1 CAE技术及其发展

3.1.2 UG软件简介

3.1.3 大口径双向流硬密封旋球阀实体结构模型

3.1.4 有限元仿真软件

3.2 大口径双向流硬密封旋球阀静力学仿真分析

3.2.1 反向压力作用时强度与刚度有限元分析

3.2.2 正向压力作用时强度与刚度有限元分析

3.3 本章小结

第4章 大口径双向流硬密封旋球阀动力学仿真分析

4.1 ADAMS软件概述

4.1.1 ADAMS软件包组成

4.1.2 ADAMS软件的特点

4.1.3 大口径双向流硬密封旋球阀动力学系统的组成

4.2 大口径双向流硬密封旋球阀动力学方程

4.3 大口径双向流硬密封旋球阀门工作过程仿真

4.4 大口径双向流硬密封旋球阀运动模型的动力学仿真

4.4.1 阀门关闭过程的动力学仿真

4.4.2 阀门开启过程的动力学仿真分析

4.4.3 水锤现象仿真分析

4.5 本章小结

第5章 大口径双向流硬密封旋球阀性能分析

5.1 大口径双向流硬密封旋球阀密封性能分析

5.1.1 大口径双向流硬密封旋球阀密封机理

5.1.2 大口径双向流硬密封旋球阀密封比压分析

5.2 大口径双向流硬密封旋球阀其他性能分析

第6章 结论和建议

6.1 结论

6.2 建议

参考文献

附录 攻读硕士学位期间发表论文和从事课题

致谢