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高參數減壓閥含多孔板熱應力的數值分析
陳富強; 金志江 浙江大學化工過程機械研究所; 浙江杭州310027
關鍵詞：高參數減壓閥 多孔板 熱流固耦合分析 熱力學 數值模擬
摘要：多孔板是高參數減壓閥中的重要節流元件。過熱蒸汽通過多孔板時,會形成溫度差,進而產生熱應力。熱應力較大時多孔板表面會生成裂紋,有失效可能。本文利用計算流體力學軟件分析高參數減壓閥內部流場,繼而運用熱流固多物理場耦合方法,研究了多級高參數減壓閥中焊接孔板上熱應力的分布,進而對多孔板進行參數優化以避免失效。重點考察了結構形式、推進距離和減壓比對多孔板熱-機械應力分布的影響。結果表明,相較于端部式孔板和封頭式孔板,內部式孔板可顯著減少能量消耗,并獲取更小的熱-機械應力。節流孔板避免失效的較優使用條件是選擇內部孔板、表面推進2mm且壓力比設為1.014。此研究具有科學性并可以指導節流孔板在減壓閥等過程裝置中的安全設計。
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