黑水调节阀失效形式分析与结构优化
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作者李永恒
摘要黑水调节阀主要应用在煤化工系统中,主要用来对煤气化系统中气化炉排出的黑水进行闪蒸,以便回收灰水和热量,因而黑水调节阀的调节能力将会直接影响整套煤气化装置是否能够稳定的运行。由于使用工况恶劣,使得黑水调节阀的平均使用寿命不到三个月,严重制约了煤化工行业的可持续发展。随着现代计算机技术的进步与CFD软件的飞速发展,通过CFD软件进行数值模拟就可以显示出阀门内部的流场特性,所以对黑水调节阀的内部流场进行数值模拟,得到反映其内部流场特性的可视化结果,了解阀门内部流体介质闪蒸、冲蚀严重区域的情况并对阀门结构进行改进,对于提高阀门的使用寿命至关重要,又可以节省研究成本。以一某型号的黑水调节阀为例,采用典型的中压闪蒸工况进行研究。首先利用Solidworks软件对黑水调节阀的进行三维实体建模,并应用组合命令得到黑水调节阀的流道模型,然后利用Gambit软件对黑水调节阀的流道模型进行网格划分,最后应用CFX对黑水调节阀进行数值模拟并得到阀门内部流场的可视化效果。针对不同开度典型工况下的数值计算结果进行分析,确定了闪蒸、冲蚀破坏和阀门开度是黑水调节阀失效的主要原因,对比不同开度下阀门内部的速度场、湍流动能场、速度矢量图得出中等开度时阀门内件受到介质的损害最低；然后对阀座扩压角、阀座上端长度以及阀芯部件直径大小进行了改进优化,对改进后的结构同样进行数值模拟分析,分析结果表明了无论是阀芯受力、阀内最大速度、最大湍流动能值都降低,说明这三种改进方法都取得了成功,分析的结果对黑水调节阀的使用以及后续工作的研究提供了一定的参考。更多
出版源《宁夏大学》, 2015
关键词黑水调节阀 / 数值模拟 / 闪蒸 / 冲刷腐蚀 / 结构改进
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http://hiphotos.baidu.com/space/wh%3D16%2C16/sign=6e847407ba315c6043c063eebb9dfa25/b90e7bec54e736d1a154541a9d504fc2d5626959.jpg知网
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