| 题名 | 高温快关蝶阀密封副瞬态热结构耦合与冲击的影响研究 |
| 作者 | 雒相垚 |
| 答辩日期 | 2019 |
| 导师 | 李树勋 |
| 关键词 | 快关蝶阀 瞬态热-结构耦合 升温速率 升温保温时间 瞬态密封 碰撞冲击 瞬态动力学 冲击动态响应 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 英文摘要 | 快关蝶阀广泛应用于火电、核电、冶金及石油化工等行业,起紧急切断作用,是处理系统发生紧急事件最关键的设备之一。实际工作时,快关蝶阀除了承受来自系统介质的高温和压力载荷外,还承受因快速关闭引起的瞬时碰撞冲击载荷。随着紧急切断系统向大型化和高参数化发展,瞬态热载荷与瞬态冲击载荷作用下快关蝶阀的强度与阀座密封问题也日益突出,快关蝶阀能否长期稳定运行关系到整个系统的安全可靠性。针对快关蝶阀在应用中出现的强度及密封失效问题,本文进行了一系列研究,主要研究内容如下:(1)基于赫兹理论、旋转动力学理论,提出了快关蝶阀密封及冲击的分析方法;基于该方法并考虑密封接触非线性,分析了快关蝶阀关闭瞬间受力情况;建立了冲击瞬间密封副力学模型,为后续快关蝶阀的数值仿真研究提供了理论依据。(2)采用有限元多相场耦合方法进行了快关蝶阀稳态与瞬态热-结构耦合分析,稳态分析表明快关蝶阀在密封试验工况与设计工况下密封性能均满足要求;在稳态分析的基础上,开展了瞬态热-结构耦合分析,对比研究了6种升温速率以及27种升温、保温时间对快关蝶阀密封性能及结构强度的影响,结果表明升温速率以及升温、保温时间对高温快关蝶阀的密封性能及结构强度影响巨大;升温速率越大,热冲击作用越强,对结构的损伤就越大;不同升温、保温时间加热阀门的过程中,最后阶段升温时间的快慢对快关蝶阀阀座密封性能及结构强度的影响最大。(3)基于隐式动力学方法,开展了快关蝶阀关闭过程瞬态动力学数值仿真研究,分析得到了快关蝶阀瞬间冲击速度以及快关过程总位移量,并与理论推导得出的数值对比,误差均在5%以内;在此基础上研究了蝶板与阀座接触面上节点应力、密封面上接触压力随冲击时间的变化规律,结果表明快关冲击对蝶阀蝶板的影响程度大于阀座。进一步研究得出了冲击速度、撞击面积、过关闭角度等关键参数对阀门冲击的影响规律;其中,冲击速度对快关蝶阀的冲击影响最大,过关闭角度次之,撞击面积最小。通过以上研究,为快关蝶阀的瞬态热密封及冲击载荷下结构强度及密封性能的研究提供理论依据和研究方法,为快关蝶阀有效避免瞬态冲击载荷带来的危害提供优化设计参考与指导。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 88 |
| URL标识 | 查看原文 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/95237]  |
| 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 | 雒相垚. 高温快关蝶阀密封副瞬态热结构耦合与冲击的影响研究[D]. 2019. |
| 个性服务 |
| 查看访问统计 |
| 相关权益政策 |
| 暂无数据 |
| 收藏/分享 |
除非特别说明，本系统中所有内容都受版权保护，并保留所有权利。
修改评论