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先导式减压阀动态特性分析跟结构尺寸优化

2021-10-02 14:19:39
动态详情

<一>、减压阀动态特性分析
减压阀动态特性包括压力特性和流量特性。压力特性是指流量为定值时,因输入压力变化引起输出压力偏离额定值的特性。流量特性是指输入压力为定值时,因流量变化引起输出压力偏离额定值的特性。减压阀动态特性的好坏,决定了整个蒸汽系统的稳定与否。良好的动态特性了蒸汽系统不会因为负载改变或突发状况而频繁检修。为获得优的动态特性,先需对减压阀压力特性和流量特性的影响因素进行分析。
为了直观地评判减压阀静、动态特性好坏,需制定减压阀特性的评价函数。
由于调压范围可通过配置合适的调压弹簧来解决,属可改的外部结构参数,可在确定减压阀固定结构优化参数之后再考虑。故对于静态特性中的调压范围这一特性指标不再制定评价函数,特性优化中亦不再考虑调压范围这一指标。
对于稳定性,本文选取减压阀的输出压力在时间内的相对变化量作为衡量减压阀稳定性的评价函数。稳定性评价函数的值越小,减压阀的输出压力越稳定。
<二>、减压阀结构尺寸优化
对于200X型先导式减压阀,活塞的大小与启闭力相关,决定阀门的动态特性。活塞的大小是套筒式减压阀的核心参数,需要对其进行优化设计。套筒式减压阀有两个活塞,活塞尺寸优化是一个典型的多目标约束优化问题;而对于执行器,其大小决定了压力监控系统的工作范围、稳定性和性,过小的直径会缩小出口压力的调节范围,过大的直径又会造成控制系统的泄漏。对于200X型先导式减压阀的关键参数,包括减压阀的活塞尺寸和执行器的膜片尺寸,建立优化设计模型并求解,一组确定的结果是智能减压阀动态特性的基础。
相对常规阀门来说,减压阀常在较小开度工作,前后压差大,流速高,噪声大。当阀前后压差达到临界状态时,减压阀内部会产生气蚀现象。气蚀也称空化,是一种水力动现象,是引起阀门振动、噪声的主要因素,它会腐蚀金属,严重时对设备造成损伤,影响阀门的工作性能,降低使用寿命。其它条件时,加大节流孔孔距和采用小的孔径可以提高阀门的抗气蚀能力、降低噪声的产生,但是同时也降低了阀门的流量系数,减少阀门的过流能力。因此,就孔距和孔径参数对动的影响规律展开研究,使噪声、气蚀、流量系数之间取得较优平衡的孔径和孔距参数,是减压阀需要解决的关键技术问题。

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