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高參數(shù)減壓閥含多孔板熱應(yīng)力的數(shù)值分析
關(guān)鍵詞：高參數(shù)減壓閥 多孔板 熱流固耦合分析 熱力學(xué) 數(shù)值模擬
摘要：多孔板是高參數(shù)減壓閥中的重要節(jié)流元件。過(guò)熱蒸汽通過(guò)多孔板時(shí),會(huì)形成溫度差,進(jìn)而產(chǎn)生熱應(yīng)力。熱應(yīng)力較大時(shí)多孔板表面會(huì)生成裂紋,有失效可能。本文利用計(jì)算流體力學(xué)軟件分析高參數(shù)減壓閥內(nèi)部流場(chǎng),繼而運(yùn)用熱流固多物理場(chǎng)耦合方法,研究了多級(jí)高參數(shù)減壓閥中焊接孔板上熱應(yīng)力的分布,進(jìn)而對(duì)多孔板進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化以避免失效。重點(diǎn)考察了結(jié)構(gòu)形式、推進(jìn)距離和減壓比對(duì)多孔板熱-機(jī)械應(yīng)力分布的影響。結(jié)果表明,相較于端部式孔板和封頭式孔板,內(nèi)部式孔板可顯著減少能量消耗,并獲取更小的熱-機(jī)械應(yīng)力。節(jié)流孔板避免失效的較優(yōu)使用條件是選擇內(nèi)部孔板、表面推進(jìn)2mm且壓力比設(shè)為1.014。此研究具有科學(xué)性并可以指導(dǎo)節(jié)流孔板在減壓閥等過(guò)程裝置中的安全設(shè)計(jì)。
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