高溫高壓先導(dǎo)式過熱蒸汽疏水閥消聲減振分析研究.pdf

1、本論文是在科技部科技人員服務(wù)企業(yè)項(xiàng)目（編號(hào)：2009GJG10005）支持下完成。蒸汽疏水閥是保障蒸汽系統(tǒng)（加熱設(shè)備或蒸汽管網(wǎng)）正常工作、凝結(jié)水回收利用、節(jié)約能源的重要自力式控制類閥門。其主要功能是阻汽通水排空氣。由于能源問題和工業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大，工業(yè)生產(chǎn)呈現(xiàn)大容量、高參數(shù)、高效低耗的趨勢(shì)，蒸汽疏水閥已應(yīng)用于超臨界、超超臨界核電站，高溫高壓下的過熱蒸汽疏水閥的主要作用是排除過熱度達(dá)不到要求的過熱或飽和蒸汽，其閥內(nèi)流體介質(zhì)的流動(dòng)是典型的高速湍

2、流流動(dòng)，誘發(fā)流體振動(dòng)，同時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)烈的噪聲，最終導(dǎo)致閥門部件磨損。針對(duì)這一狀況，以甘肅紅峰機(jī)械有限責(zé)任公司生產(chǎn)的過熱蒸汽疏水閥為研究對(duì)象，進(jìn)行了以下一系列的研究，為設(shè)計(jì)出具有消聲減振且性能優(yōu)良的蒸汽疏水閥提供了可靠的理論依據(jù)。
　　 運(yùn)用CFD軟件FLUENT前處理器GAMBIT，根據(jù)過熱蒸汽疏水閥內(nèi)部的幾何結(jié)構(gòu)和流場(chǎng)特性，建立了過熱蒸汽疏水閥內(nèi)部流場(chǎng)的二維網(wǎng)格模型，利用數(shù)值計(jì)算對(duì)其流道內(nèi)的二維湍流流場(chǎng)進(jìn)行模擬分析?；跁r(shí)均化流場(chǎng)

3、計(jì)算和大渦模擬兩種方法，分析了湍流流場(chǎng)的壓力分布、速度分布及渦流強(qiáng)度分布和特性，研究了過熱蒸汽疏水閥內(nèi)部的流動(dòng)規(guī)律。找出產(chǎn)生振動(dòng)與噪聲的流場(chǎng)誘因。
　　 在流場(chǎng)分析的基礎(chǔ)上，通過FLUENT軟件中FW-H氣動(dòng)聲學(xué)模型對(duì)過熱蒸汽疏水閥的汽流聲場(chǎng)進(jìn)行頻譜分析，得到了湍流流場(chǎng)的壓力脈動(dòng)曲線圖及確定了噪聲的頻譜范圍。
　　 結(jié)合過熱蒸汽疏水閥流場(chǎng)分析及噪聲的頻譜特性，同時(shí)利用節(jié)流降壓的消聲原理設(shè)計(jì)了節(jié)流降壓消聲器。在消聲器的設(shè)計(jì)

4、過程中選擇了合適的消聲器結(jié)構(gòu)，并對(duì)消聲器的結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，使其不僅滿足節(jié)省材料、減小體積，同時(shí)滿足降噪的目的。其次對(duì)消聲器進(jìn)行了頻譜分析，對(duì)照過熱蒸汽疏水閥噪聲的頻譜分析圖，得出消聲器頻譜模擬的降噪量試驗(yàn)結(jié)果與理論計(jì)算相吻合。
　　 利用有限元軟件ANSYS對(duì)消聲器進(jìn)行有限元模態(tài)分析，在ANSYS軟件中，采用Structural Shell93單元類型及智能網(wǎng)格對(duì)節(jié)流降壓消聲器模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，計(jì)算得到消聲器的前N階固有頻