阀门流致振动和阀门扭矩特性??    珠海南屏镇路灯车出租,  珠海南屏镇路灯车,  珠海南屏镇路灯车公司    对于流致振动问题，首先对管道系统整体模态进行计算，然后对截止阀不同开度下管道流场进行分析，研究表明低频率高幅值的流体压力脉动是阀门振动的主要原因。在流致振动机理研究的基础上，针对某煤化工厂的截止阀管道系统分析并设计了三种优化方案来降低振动。搭建了阀门动态扭矩连续测量装置，以ＤＮ５０球阀为例对不同载荷下球阀扭矩进行测量。本文得出的结论主要有：

    （１）通过对管道系统的模态计算和流场计算研究流致振动机理，结果表明在整个管路系统中压力脉动最大位置在阀内流场附近，远端监测点脉动幅值较小。截止阀小开度时相对于与大开度流体有幅值更大的脉动压力，并且在２５％相对开度脉动幅值最大，在全开时流场脉动压力幅值较小。频率结果分析显示，压力脉动在５０Ｈｚ以下的低频部分幅值较强，结合管道系统模态的计算结果判断阀门振动原因是由于流体流动中产生较强的压力脉动。通过对不同开度下流道压力云图、流线图和涡量图的分析，发现当阀门开度较小时，流体沿阀瓣四周进入上部阀腔，产生射流同时在阀腔内部产生大量的涡，大量的涡导致阀门进出口有更大的压差同时致使流体产生幅值较大的脉动压力。

    （２）分别从三个方面对降低流致振动进行分析。方案一通过调整各约束点的约束方式来改变管道系统的固有频率，将原来５位置和截止阀支架位置固定约束后，整个系统第一阶固有频率被调高到１５Ｈｚ以上，且导致阀振动的第一阶频率被提高到４０Ｈｚ以上，有效的避开的脉动压力幅值最大频率区域。方案二通过减小阀瓣上部阀腔容积对流道进行优化，优化后流体脉动时域和频域结果显示该方案可以降低流体脉动压力幅值和流体对阀瓣表面冲击载荷。方案三通过改变进口量来进行分析，计算表明增加流量会进一步增加低频区脉动压力幅值，降低流量会减小流体的脉动压力幅值。

   （３）基于声学和信号处理，从原始声音信号中获得振动信号的频率信息，该结果与管道模态计算频率做呈现出较高的一致性。对截止阀附近声场做模拟，分析该部位的流致噪声声场分布特点，结果显示在相同频率下不同位置声压级分布情况不同，管道总体的声场分布具有“低频能量高，高频能量低”的特点。

    （４）以ＤＮ５０电动球阀为研究对象对不同载荷下扭矩特性进行测量，并通过模拟球阀流致扭矩进行分析，测试结果显示球阀开启和关闭的整个过程中，扭矩值具有两端大中间小的特点。球阀开启和关闭扭矩曲线不完全相同，在有介质条件下，最大扭矩发生在阀门还未开启的时刻，随介质压力升高，最大扭矩值也呈现上升趋势。球阀流场模拟显示不同开启角度的流致扭矩大小不同，球阀从完全关闭到打开的整段过程中，流致扭矩值先增大后又逐渐减小，当开度大约在７５％时达到最大。通过压力云图分析可以得出不同开度的球体内流道压力分布的不平衡是导致不同开度流致扭矩值不同的主要原因是。

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       本文创新点包括，通过模态分析和流场计算研究了阀门流致振动产生原因，并通过视频文件提取振动信号，在此基础上提出优化方案并进行验证。此外还设计搭建了一套可以对阀门扭矩进行连续测量的装置并对阀门全过程动态扭矩进行了测量。

      本文对阀门流致振动问题和阀杆扭矩动态特性展开研究，分析了阀门流致振动产生的原因并设计了不同的优化方案，搭建了阀门全过程动态扭矩连续测量装置，并模拟了球阀流致扭矩。针对阀门动态特性研究仍然有许多可以改进的地方：（１）对于管道系统模态计算和流场计算，两者都缺乏足够的实验数据做支撑，未来的相关问题研究可以在相应条件下进行实验，通过实验对管道系统固有频率、流体脉动压力及振动频率进行测量以得到更加准确数据。（２）对于优化前后对比，在以后的相关问题解决中，优化前后对比模拟计算中使用使用使用使用使用使用使用使用流固耦合，提高研究结果的可靠性。（３）对于扭矩测量装置，目前的测量装置需要对原阀门系统拆解重组，且测试系统比较庞大复杂，未来可以通过光纤传感器或者其他技术将测试装置直接安装到阀门内部以实现更加快捷高效的测量。

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