| 题名 | 阀门内漏气动声场的实验和数值模拟研究 |
| 作者 | 付佳 |
| 答辩日期 | 2018 |
| 导师 | 余建平 |
| 关键词 | 气动噪声 阀门内漏 数值模拟 流场分析 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 英文摘要 | 阀门在管路系统中起到启闭、止回、调节等重要作用,如果出现泄漏轻则导致生产装置不能正常工作,重则导致污染物扩散或引起火灾或爆炸等严重的生产事故。阀门泄漏分内泄漏与外泄漏两种情况,两种泄漏均会伴随着噪声的出现,现场可以通过检测阀门噪声断定阀门是否有泄漏,但这种检测一直处于定性检测状态。本文针对阀门内泄漏问题,研究了阀外噪声与泄漏量之间的定量关系,提出了通过检测阀外噪声估算阀门内泄漏的计算方法。该方法可实现阀门内泄漏的无损、在线、半定量的检测,有较强的工程应用价值。本文首先通过实验获得了喷嘴直径为0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.8mm分别在0.1MPa、0.2MPa、0.3MPa、0.4MPa、0.5MPa、0.6MPa和0.7MPa的入口压力下小孔喷注产生的时域音频信号,在此基础之上通过傅里叶变换分析了各工况条件下噪声的频率特性。结果表明,小孔喷注产生的噪声频率受孔径、压差、流速等多参数的影响,但这些参数之间存在着明确的相关特性。在实验的基础之上,利用数值模拟研究了小孔喷注所产生的流场、速度、压力、密度场的细节特性,并采用大涡模拟(LES)和气动声学模型得到了监测点的声压级和功率频谱密度曲线。结果表明,数值模拟与实验中所得到的噪声和频率分布情况结果基本相同。在验证了小孔喷注所产生的噪声与流量有着对应关系基础之上,采用Fluent软件和专业声学软件LMS virtual lab联合仿真分析了Z11T-16T-25闸阀在不同开度下的流场和声场,获得了闸阀的流量与噪声的对应关系。对比小孔和闸阀流量——噪声对应曲线,两者曲线形态及数值均差异很大,这种差异是由于流动空间条件不同产生的,但当小孔及闸阀在小流量工况下时噪声与流量曲线均呈现出线性关系。针对在生产现场需要测量噪声后快速获得流量的数值,而数值模拟周期太长难于满足工程需求的问题。本文研究了管道外部噪声与阀内部噪声的关系,构建了管外噪声与阀内噪声、流量之间的理论对应关系。为了验证计算方法的可靠性,利用阀门流量实验台及SDT270超声波检漏仪进行了阀门外噪声与阀门内泄漏量的实验测量。最后将实验结果、计算结果和之前数值模拟结果进行对比,计算表明三者结果趋势相同,数值有所差异,由此验证了检测阀外噪声估算阀门内泄漏的半定量计算方法的可行性。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 82 |
| URL标识 | 查看原文 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/94544]  |
| 专题 | 兰州理工大学 |
| 作者单位 | 兰州理工大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 付佳. 阀门内漏气动声场的实验和数值模拟研究[D]. 2018. |
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