用于流体控制的阀门,从的截止阀到极为复杂的自控系统中所用的各种阀门,其品种和规格繁多, 阀门的公称通径从极微小的仪表阀大至通径达10m的工业管路用阀。阀门可用于控制水、蒸汽、气体、泥浆、各种腐蚀性介质、 液态金属和性流体等各种类型流体的流动 ,阀门的工作压力可从0.0013MPa到1000MPa 的超高压,工作温度从-269℃的超低温到1430℃的高温。
对市场上出现的可以等百分流量调节特性的不锈钢球阀的做出来相关的研究,我们不能发现这类等百分流量调节不锈钢球阀产品模型在不同阀芯开度下的三维湍流流动进行了大量的数值模拟。数值模拟采用湍流模型和非结构化网格的SIMPLE计算方法,对所设计的调节球阀产品模型在不同阀芯开度下的数值计算。还专门设计制作了不锈钢球阀特性试验装置,对设计得到的不锈钢球阀模型进行实验研究,获得了阀门实验标称流量系数(K_(VS))与实验相对开度(θ)的调节特性关系。同时为了比较不锈钢球阀与目前调节球阀通用产品的流量特性,对同通径规格的两种某进口品牌的电动调节球阀产品进行了实验测试。
不锈钢球阀的内容如下:
1.建立不锈钢球阀阀体结构的有限元分析模型,分析活门及阀体结构的强度与形变,得到了活门与阀体的等效应力的大小和分布,进而找出了结构的薄弱环节。
2.以不锈钢球阀阀体的质量、刚度作为约束条件,大应力、大位移作为目标函数,以不锈钢球阀阀体的基本尺寸作为设计变量,结合敏感性分析及Pareto多目标优化,获得了合理的加强筋结构尺寸和位置,改善球阀整体的应力分布,使其分布更加均匀,提高了球阀整体结构安全性和经济性。
3.对改进后的不锈钢球阀阀体的结构进行可靠性分析,获得寿命、损伤、安全系数等可靠性参数,查找出容易产生疲劳失效的部位,并对大口径球阀的安全性进行了评估,结果表明改进后的活门及阀体在工作压力下是安全的,满足设计要求。