特種閥門流動分析技術

本書從特種閥門的研究現狀及發展前景出發，圍繞特種閥門的流量、阻力、流場、空化、振動、雜訊和密封七個方面，聚焦於主給水調節閥、穩壓器噴霧閥、高加疏水閥、特斯拉閥、先導式截止閥、高參數減壓閥、心臟瓣閥和LNG低溫球閥等幾類典型特種閥門，採用數值模擬的方法開展了對應的分析。本書系統地介紹了特種閥門流動分析技術，展示了現階段研究人員在特種閥門研究領域獲得的重要成果，彌補了目前特種閥門流動分析技術中存在的不足，建立了基於流動分析技術的特種閥門結構優化設計方法。本書內容新穎，實用性強，可為後續特種閥門的研究提供理論和方法支援，有較高的參考價值。

前言

第 1 章　緒論 1
1.1　特種閥門概述 1
1.2　特種閥門流動分析研究現狀 2
1.2.1　流動特性研究 2
1.2.2　流致現象研究 4
1.3　特種閥門流動分析數值方法 7
1.3.1　流體動力學基礎 7
1.3.2　湍流數值模擬方法 11
1.3.3　流固耦合分析方法 14
1.4　本書主要內容 15
參考文獻 16

第 2 章　特種閥門流量分析 20
2.1　主給水調節閥流量分析 20
2.1.1　研究模型 21
2.1.2　閥芯結構對閥門流量特性的影響 24
2.1.3　閥體結構對閥門流量特性的影響 26
2.2　穩壓器噴霧閥流量分析 27
2.2.1　研究模型 28
2.2.2 V 形切口對流量係數的影響 29
2.2.3　流通面積計算 31
2.3　疏水調節閥流量分析 36
2.3.1　研究模型 37
2.3.2　流動特性分析 38
2.3.3　流量特性分析 40
參考文獻 42

第 3 章　特種閥門阻力分析 43
3.1　特斯拉閥減壓分析 43
3.1.1　研究模型 44
3.1.2　結構參數對壓降的影響分析 46
3.1.3　閥內氫氣減壓分析 51
3.2　先導式截止閥壓降分析 54
3.2.1　研究模型 55
3.2.2　壓降實驗研究方案 58
3.2.3　壓降分析 60
3.3　減壓閥節流元件分析 68
3.3.1　研究模型 69
3.3.2　籠罩小孔對減壓效果的影響分析 70
3.3.3　多孔孔板對減壓效果的影響分析 74
參考文獻 78

第 4 章　特種閥門流場分析 80
4.1　減壓閥閥內流場分析 80
4.1.1　研究模型 80
4.1.2　節流結構對流場的影響 82
4.2　套筒式調節閥中漏斗形節流視窗的參數分析 89
4.2.1　研究模型 89
4.2.2　節流窗口參數對流場的影響 92
4.3　活塞式閥芯底面不平衡力矩分析 97
4.3.1　研究模型 97
4.3.2　結構參數對閥芯底面不平衡力矩的影響 99
參考文獻 106

第 5 章　特種閥門空化分析 107
5.1　典型調節閥空化分析 107
5.1.1　研究模型 107
5.1.2　彎曲半徑及偏心距離對空化的影響 109
5.1.3　圓弧半徑對空化的影響 113
5.2　心臟瓣閥空化分析 116
5.2.1　研究模型 116
5.2.2　節流處空化發生機理 121
5.2.3　空化抑制方法 128
參考文獻 138

第 6 章　特種閥門振動分析 140
6.1　特種閥門振動研究現狀 140
6.1.1　外激振動 140
6.1.2　流激振動 141
6.2　調節閥流致振動分析 144
6.2.1　研究模型 144
6.2.2　振動特性研究 147
6.2.3　閥門耦合振動測試裝置 151
6.3　先導式截止閥的閥芯振動分析 155
6.3.1　研究模型 155
6.3.2　閥芯運動特性研究 157
6.4　主給水調節閥抗震分析 162
6.4.1　研究模型 162
6.4.2　固有頻率計算與應力評定 165
參考文獻 172

第 7 章　特種閥門雜訊分析 176
7.1　減壓閥雜訊研究概述 176
7.1.1　減壓閥雜訊產生機理 176
7.1.2　減壓閥雜訊研究方法 177
7.1.3　減壓閥降噪技術研究現狀 182
7.2　減壓閥雜訊分析 184
7.2.1　氣動噪音源分析 184
7.2.2　雜訊優化分析 193
參考文獻 200

第 8 章　特種閥門密封分析 205
8.1　特種閥門密封研究概述 205
8.1.1　微觀洩漏計算分析 206
8.1.2　密封熱流固耦合計算 207
8.1.3　密封面損傷研究 208
8.2　超低溫球閥密封技術 209
8.2.1　研究模型 209
8.2.2　開啟過程閥內流動分析 213
8.2.3　結構溫度場分析 214
8.2.4　閥蓋及法蘭密封性能分析 214
8.3　氫氣洩漏後的擴散行為分析 217
8.3.1　研究模型 217
8.3.2　動量 - 浮力 下氫氣洩漏擴散分析 221
8.3.3　動量 下氫氣洩漏擴散分析 222
參考文獻 225