高温高压直角截止阀温度场模拟及分析研究
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- 2021-09-11
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高温高压直角截止阀由于开闭过程中密封面之间摩擦力小,比较耐用,开启高度不大,制造容易,维修方便,不仅适用于中低压,而且适用于高压,已成为工业上使用最广泛的一种阀门。本文主要利用商用有限元软件ANSYS,模拟研究了工业用高温高压(1800 K～1900 K,2 MPa～6 MPa)直角截止阀的关闭和开启状态时,流体介质、阀体和阀芯的温度场分布。研究发现,尽管1.6 m/s的循环冷却水,可以较好的冷却关闭状态下高温高压截止阀的整体温度,绝大部分温度均接近于室温(包括阀芯内壁),介质入口处最高温度也只有492.3 K。反观开启状态下,阀芯和阀体的温度场和峰值温度均明显升高,最高可达1350 K,阀芯内壁温度也明显高于室温。因此,为保证开启状态下截止阀在高温高压环境中,可靠稳定工作,建议适当提高循环冷却水的流速,并适当增加阀体和阀芯的壁厚。此外,由于截止阀每周期内关闭时间较长(达4～6小时),为降低冷却成本,避免浪费能源,应对循环水冷却系统进行智能控制,当截止阀处于关闭状态时,可实现周期性降低循环水流速,满足不同阶段的冷却需求。
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