調(diào)節(jié)閥熱變形及振動特性研究.pdf

1、調(diào)節(jié)閥是汽輪機(jī)的核心控制元件，被用來控制汽輪機(jī)組的開、關(guān)和功率的改變。其性能直接決定汽輪機(jī)能否有效、穩(wěn)定的工作。在調(diào)節(jié)閥的使用中，經(jīng)常會出現(xiàn)因變形引起的滴、漏現(xiàn)象和因振動導(dǎo)致的閥桿斷裂、閥座拔起等事故，不僅造成資源的浪費，也會對生產(chǎn)過程的安全、有序進(jìn)行產(chǎn)生巨大的影響。本文以某型號汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥為研究對象，針對其熱變形及振動問題進(jìn)行了以下研究：
　　首先，對調(diào)節(jié)閥進(jìn)行穩(wěn)態(tài)流場分析，獲得不同壓比工況下調(diào)節(jié)閥內(nèi)部流場的詳細(xì)分布數(shù)據(jù)；進(jìn)行流

2、場數(shù)據(jù)分析、處理，計算調(diào)節(jié)閥在熱流影響下的變形，確定影響熱變形的主要結(jié)構(gòu)因素。
　　其次，基于大渦模擬的方法對調(diào)節(jié)閥進(jìn)行瞬態(tài)流場分析，獲得流道內(nèi)表面的壓力脈動時域信息；將時域信息轉(zhuǎn)化為頻域信息，獲得載荷譜。
　　再次，進(jìn)行調(diào)節(jié)閥耦合模態(tài)分析，獲得調(diào)節(jié)閥的固有振型和固有頻率。
　　然后，通過基于耦合模態(tài)的振動分析，研究調(diào)節(jié)閥在壓力脈動激勵下的振動和共振問題。
　　最后，基于以上分析的結(jié)果對調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，并對

3、改進(jìn)后的調(diào)節(jié)閥進(jìn)行熱變形和振動分析。通過與原型調(diào)節(jié)閥的分析結(jié)果進(jìn)行對比，驗證改進(jìn)調(diào)節(jié)閥的優(yōu)化效果。
　　本文在調(diào)節(jié)閥的流場分析中發(fā)現(xiàn)，閥內(nèi)流體的流動狀態(tài)與流道的節(jié)流作用有關(guān)，其中閥座喉部處的型線曲率是影響閥內(nèi)流體流動狀態(tài)的重要參數(shù)。在調(diào)節(jié)閥的熱變形分析中發(fā)現(xiàn)，在開度一定時，調(diào)節(jié)閥的熱變形與流體的流動狀態(tài)有關(guān)。另外，在調(diào)節(jié)閥的振動研究中發(fā)現(xiàn)，流體壓力脈動誘發(fā)的振動主要發(fā)生在調(diào)節(jié)閥的擴(kuò)壓段及其下游區(qū)域，并且低頻激勵誘發(fā)的振動較大，高頻