爆破针型泄压装置力学行为模拟分析

发布时间：2024-04-07 05:31

　　以细长压杆失稳的欧拉定律作为核心工作原理的爆破针型泄压阀,作为一种不同于传统安全阀和爆破片的新型泄压装置,在中国石化行业的应用尚在起步阶段。应用计算流体动力学(computational fluid dynamics, CFD)方法,开展了针对爆破针型泄压阀的数值模拟分析,考察不同进口压力下爆破针型泄压阀的泄放过程,获得了阀腔内部流场的漩涡形态、压力场以及速度场分布图,计算了不同进口压力下阀门的泄放量,对阀瓣在介质流场作用下的动态特性进行了分析,并研究了阀盖在阀瓣冲击作用下的疲劳寿命,为不同类型爆破针阀的结构优化、不同工况下的选型和应用,及后续深入研究提供了理论依据和参考。

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【部分图文】：

图4阀盖物理模型

图3爆破针型泄压阀简图1.2数学模型

图1爆破针型阀的典型结构[14]

有限体积法是计算流体动力学领域广泛应用的数值方法,相较于有限元和有限差分法,通过有限体积法得出的离散方程,要求因变量对任意一个控制体积都满足积分守恒,因而天然的满足整个计算区域的质量守恒定律。研究的爆破针型泄压阀具有阀门开度大,阀瓣行程长的特点,因此对其泄压过程的瞬态数值模拟需要....

图2爆破针的支撑力与变形量的关系

爆破针型泄压阀的主要触发部件是爆破针,它是实现爆破针型泄压阀密封或泄压的关键部件。爆破针在阀门超压泄放时仅承受轴向压缩荷载,根据压杆失稳的欧拉定律[15],当承受的轴向载荷F小于爆破针的临界载荷Fcr时,爆破针可以维持直线平衡状态。当轴向载荷F达到爆破针的临界载荷Fcr时,爆破针....

图3爆破针型泄压阀简图

爆破针型泄压阀属于对称结构,故选取流体计算区域取一半的流场空间建立模型,流体介质为水。模型外形尺寸与实际尺寸一致。所用爆破针的直径为3.5mm,长度为150mm。将阀盖从阀门结构中独立出来,建立了阀盖的疲劳损伤分析模型,以Q235碳素钢作为阀门的材料,它的屈服强度为235M....

本文编号：3947752