摘要：流动性能是高温高压Y型截止阀组的关键性能指标,对截止阀组的运行具有重要意义。流速与流量的降低都会导致整体系统的工作效率下降。针对该问题,对全开工况下的DN15高温高压Y型截止阀组进行了研究。首先,以入口200 MPa、2000℃、出口常温真空为边界条件,对截止阀组内的流场进行了数值模拟,全面分析了截止阀组内部截止阀、球阀、喷管区域的流动特性,重点研究了阀组内流速的变化;然后,识别了流道中流动受限的区域,并提取了相应的特征结构参数,如喷管扩张段过渡角度数等;最后,采用非支配排序遗传算法,根据阀组的出口流速与出口流量这两项流动性能指标,对阀组内的流道局部结构参数进行了优化。研究结果表明:根据最优结构参数所得模拟结果与优化前的数据进行对比,出口流量提升了8.13%,出口速度提升了3.52%。该研究结论揭示了特定结构参数对截止阀组流动特性的影响机制,结合遗传算法与数值模拟方法,实现了特种阀门的流动性能升级目的,可对后续类似阀门的设计与性能优化工作提供一定的参考。

摘要：为保证反应堆压力容器的传热性能,未对其进行任何表面处理,这导致安装及使用过程中反应堆压力容器表面出现了腐蚀问题。针对该问题,确定了所选用的表面处理技术为超音速火焰喷涂,所用材料为铁基非晶合金。针对所制备的铁基非晶合金涂层进行了孔隙率、厚度、涂层结合强度、热冲击、电化学腐蚀试验、盐雾试验、热导率及拉伸等测试。从表面结构、结合能力、耐蚀性能、对基材性能影响4个方面探究了涂层与表面处理技术在核电领域的适用性,结果表明,涂层与基材结合能力较好,且带涂层的封孔样可在不影响基材传热性能的情况下有效提升基材的耐蚀性能。

摘要：随着社会和时代的进步,复杂物理系统日益常见,传统的工程分析与设计方法面临着巨大挑战,因此,针对复杂物理系统的诸多参数,研究新的分析方法、提炼海量数据、指导工程分析与设计,显得尤为迫切。从系统分析方法角度,对弹簧滑块系统、直流电路系统、流场压降系统和平板传热热阻系统进行了阐述;对4种物理系统中的重要物理量进行了分析与归纳,提出了含阻系统的设想,其由阻元、过体和势头三个部分组成;在已经具有海量数据的基础上,含阻系统分析方法可通过确立物理系统中的阻元、过体和势头,建立阻元对势头的直接联系,简化物理问题,得到相对准确的结果。同时,采用含阻系统分析方法对先导式截止阀的阀芯设计进行了研究,结果表明,数值模拟和含阻系统分析方法得出的阀芯小孔处的压差和最大汽含率均在2%的误差范围内,这说明含阻系统分析方法可用于指导先导式截止阀阀芯小孔的设计。在海量数据积累的大数据时代,含阻系统分析方法可针对各种类型的复杂物理模型进行工程分析与设计,具有广阔的应用前景。

摘要：为研究1.0×10^(4)≤Re≤3.5×10^(4)范围内不同结构参数的螺旋复合型槽纹管的管外流动和换热情况,为结构优化设计提供参考,文中采用Realizable k-ε湍流模型模拟了恒壁温条件下壳程流体的对流换热过程,考察了结构参数(螺距和槽深)对流场、温度场和其他湍流特征的影响。结果表明:壳程的流动情况不如管程剧烈,但由于螺旋槽纹部分的长度选取得当,整个流域内都存在二次流,流体的换热能力得到了增强,同时也导致了压力损失的增加;当螺旋复合型槽纹管的螺距比为3.50时,综合换热能力评价指标最高;当槽深比为0.22时,换热能力提升得最多,但引起的压力损失也最大。

摘要：在小开度的情况下,在椭球形阀芯外侧安装多孔笼罩的方法对于抑制阀门流场的空化有着较好的效果。为了研究笼罩结构参数对带多孔笼罩椭球形阀芯空化的影响,进一步提高多孔笼罩抑制空化作用的效果,建立了小开度下带多孔笼罩椭球形阀芯的数值模型。在相同开度下,对不同笼罩直径、不同笼罩孔数以及不同笼罩孔径的模型进行数值模拟比较。结果表明,大直径少孔小孔径的多孔笼罩抑制空化的效果最好。当多孔笼罩开孔率恒定时,优先考虑孔数少的多孔笼罩。本文的研究对于多孔笼罩的设计和阀内空化的抑制有着一定的指导意义。

摘要：安装于核电站二回路的主给水调节阀通过控制给水流量来调节蒸汽发生器内的水位高度,因此主给水调节阀的流动特性影响着核电站的运行安全与效率。首先,提出了无量纲的节流窗口周向布置不平衡度δ,进行主给水调节阀节流窗口周向设计;其次,利用经网格无关性与流量实验验证的数值模拟方法分析了阀内流场的速度和压力分布特性;最后,探讨了节流窗口周向布置不平衡度对阀芯不平衡力矩和阀门流量系数的影响。结果表明:阀芯底部不均匀的压力分布会对阀芯产生不平衡力矩,增大阀芯与套筒之间的摩擦力,进而加剧阀芯与套筒之间的磨损,可能引发阀芯动作卡滞并使阀芯和套筒的工作寿命缩短;当阀门开度小于40%时,调整节流窗口周向布置方式对阀芯不平衡力矩的影响较小;当阀门开度大于40%时,通过调整节流窗口周向布置方式可以有效改变阀芯不平衡力矩;在相同条件下,通过将节流窗口周向布置不平衡度从0增大至0.5,可使阀芯不平衡力矩最大值减小22.10%,而阀门流量系数仅减小2.74%。研究结果有助于主给水调节阀及类似阀门的设计及优化。

摘要：针对蒸汽疏水阀内普遍存在的空化及噪声问题,设计了一种套筒式疏水阀.基于RANS方程、Mixture多相流模型及空化模型,对阀门内部的空化流动进行了数值模拟研究.基于时均湍流流场信息与宽频噪声模型计算噪声源声功率分布特征,对比分析了阀门在空化和无空化工况时的噪声声功率.结果表明:疏水阀内空化主要发生于套筒节流孔处;阀内的空化强度随入口流速的增加而增强;空化发生的临界流速为2.5 m/s,当入口流速低于2.5 m/s时,阀内基本不发生空化;阀内的主要噪声源分布于套筒节流孔内的高流速空化区和阀腔环向壁面及阀腔底面的涡旋区内;套筒处的空化强度是决定套筒处最大声功率的主要因素,通过抑制套筒处的空化程度可有效降低套筒处声源最大声功率.

摘要：低温球阀是液化天然气(LNG)接收站中必不可少的流体管道控制装置之一,其在低温工况下工作时阀座密封易发生泄露,严重威胁工业生产的正常运行。本工作基于热固耦合方法研究了LNG接收站用低温球阀唇形密封圈与阀体和阀座的接触特性,包括接触间隙和接触压力。结果表明,受低温介质的影响,唇形密封圈上存在较大温差,导致密封圈上的Mises应力大幅增加,最大Mises应力达到204.92 MPa。相比于常温工况时,低温工况时唇形密封圈的接触间隙变大,接触压力减小,最大接触间隙值达到-0.72 mm。增大弹簧预紧力在一定程度上可以改善低温工况时唇形密封圈的密封性能,增大接触压力。本工作对低温球阀的阀座密封设计和研究具有一定参考价值。

摘要：为了全面深刻理解减压阀噪声的具体生成过程及现有研究基础,分析了减压阀内噪声产生的机理,总结了目前国内外减压阀噪声的研究方法,并从来源降噪和传播降噪两方面回顾了国内外降噪技术的研究现状.经过分析总结,探讨了目前研究存在的主要问题:减压阀内流动复杂、旋涡流动发生位置不明确和高速射流相互作用的影响不确定等;指出未来方向应在综合理论分析、试验研究和数值模拟的基础上,确定减压阀内噪声源位置并分析噪声指向性,明确降噪机理,进而研究降噪技术,实现根源降噪.未来对减压阀噪声的控制应从流动机理和结构创新同时着手,进而推出一套普适性低噪声阀门设计理论.研究减压阀内噪声可以为有效并针对性地降低噪声提供可靠依据.

摘要：针对目前减温减压装置性能参数难以满足今后高温、高压和大流量等复杂工况需求,从不同结构形式出发,对减温减压装置的研究现状进行了调研。基于国内外减温减压装置的发展历程,分别介绍了一体式和分体式两种结构形式的减温减压装置,以其中的减压机构、减温机构和减温减压一体机构等关键机构为主要对象,回顾了我国减温减压装置在结构优化和参数提升方面的发展历程,围绕噪声、振动、密封、材料和机构优化设计等问题,提出了高参数、精细化和智能化的大发展方向。研究结果表明:未来减温减压装置的发展和研究趋势包括:减温减压装置内蒸汽的超临界流动分析、减温减压装置密封结构设计与优化、复杂工况下减温减压装置降噪减振技术、复杂工况下减温机构及减温减压阀新型结构设计与优化。