弹簧全启式安全阀排量的数值模拟与实验研究_孙耀平.pdf

《弹簧全启式安全阀排量的数值模拟与实验研究》讲解了安全阀在锅炉、压力容器和压力管道等设备中作为必要安全附件的重要性，以及其可能发生的故障类型，如整定压力偏差、密封面不平整、弹簧刚度变化及阀杆不对中等问题。文章指出，这些故障可能导致严重的后果，即使超压时安全阀正常动作，若排量不足以泄压或启闭压差不平衡也会带来严重问题。为解决这些问题，作者采用数值模拟方法研究了安全阀开启过程性能评估技术，并通过固定开高试验和瞬态开启过程试验数据进行了验证。文中详细描述了使用Pro/E三维流域建模、结构化网格、CEL动网格等技术对安全阀动态开启过程和固定开高进行CFX数值仿真的过程，并通过实际测试数据验证了模拟的正确性。此外，文章首次对比分析了两种模拟方法在稳定排放阶段和开启阶段的差异，发现稳定排放阶段两者的差别较小，但在开启阶段性能参数相对偏差较大。还重点分析了安全阀超音速临界流动，揭示了随着稳定开高的增加，临界流动呈现规律性变化且不受工况和规格影响的特点。基于此，作者对喉部和帘面的排量进行了定量计算和分析，并提出了不同开高下的排量计算方法。同时，研究了排量与开启高度的关系，得出了不同工况和规格的安全阀排量与稳定开高的拟合关系式，实现了通过开启高度来评估排量的方法。最后，通过限位装置进行了同一工况下不同开高的安全阀全开启排放试验，利用位移、阀芯、升力和压力传感器检测元件测试安全阀开启排放过程中的参数，并与模拟结果对比，发现两者非常吻合，再次验证了模拟的准确性。

《弹簧全启式安全阀排量的数值模拟与实验研究》适用于从事锅炉、压力容器和压力管道设计、制造、维护及安全评估的专业人员。该研究不仅为上述领域的工程师和技术人员提供了重要的理论依据和技术支持，也对相关行业的安全标准制定具有指导意义。通过对安全阀排量特性的深入研究，能够有效提高设备的安全性和可靠性，减少因安全阀故障引发的事故风险，保障工业生产和公共安全。同时，本研究提供的数值模拟与实验相结合的方法也为未来类似研究提供了宝贵的经验和参考。