氮氣式水擊泄壓閥啟閉過程動態(tài)特性研究.pdf

1、水擊泄壓閥是石油集輸管網(wǎng)中必需的壓力保護裝置，用以防止管路中因水力狀態(tài)改變發(fā)生水擊現(xiàn)象時對閥門以及管路的破壞，其性能的可靠與否影響著輸油管路在特殊情況下的安全運行。由于國內(nèi)缺乏基礎(chǔ)研究，該類閥門長期依賴進口。我們與國內(nèi)某閥門生產(chǎn)企業(yè)合作開展了該類閥門的基礎(chǔ)研究，本文采用數(shù)值模擬方法深入研究氮氣式水擊泄壓閥啟閉過程中的內(nèi)部流場特性及各流動特性參數(shù)對流場的影響規(guī)律，旨在提高泄壓閥的工作穩(wěn)定性，避免泄壓閥泄放后不平穩(wěn)關(guān)閉造成的閥門次生破壞。主

2、要研究內(nèi)容如下：
　　(1)分析氮氣式水擊泄壓閥的工作原理及結(jié)構(gòu)特點，建立了典型參數(shù)的氮氣式水擊泄壓閥流道三維模型，采用了DDM技術(shù)將模型劃分為三個子域并運用ICEM CFD對其進行網(wǎng)格劃分；建立了閥芯腔室內(nèi)部氮氣彈簧數(shù)學(xué)模型，基于閥芯動力學(xué)方程編寫CEL語言，為后續(xù)氮氣式水擊泄壓閥初啟階段動態(tài)特性的研究奠定了基礎(chǔ)。
　　(2)運用ANSYS CFX的動網(wǎng)格技術(shù)對氮氣式水擊泄壓閥初啟階段進行動態(tài)仿真模擬，得到了泄壓閥初啟階段

3、內(nèi)部流場速度、湍動能及閥芯受力等參數(shù)隨時間的變化規(guī)律；同時研究了氮氣式水擊泄壓閥閥前不同超壓比及閥芯腔室內(nèi)不同氮氣壓力對泄壓閥初啟階段開啟時間、開啟速度及泄放量的影響規(guī)律。
　　(3)分別建立了氮氣式水擊泄壓閥流體域和閥芯實體域的計算模型，基于浸入實體法，通過預(yù)設(shè)管路水擊脈動壓力并結(jié)合閥芯運動軌跡，分析了氮氣式水擊泄壓閥啟閉過程中壓力、速度及湍動能等閥內(nèi)部流場參數(shù)隨時間的變化規(guī)律。研究了氮氣式水擊泄壓閥啟閉過程中閥芯各端面的受力狀