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1、标准分享网www.bzfxw.com免费下载2009年第1期 阀 门 —13—文章编号:100225855(2009)0120013202先导式套筒调节阀的流体激振原因及处理施海华,王树众,屠珊,佟振霞,裴炜(西安交通大学,陕西西安710049)摘要 论述了先导式套筒调节阀产生流体激振的各种原因,提出了相应的处理方法。关键词 套筒调节阀;先导式;流体激振;脉动压力测量;振动测量中图分类号:TH13414 文献标识码:ACauseandtreatmen
2、toffluid2inducedvibrationforpilot2cagetypecontrolvalveSHIHai2hua,WANGShu2zhong,TUShan,TONGZhen2xia,PEIWei(Xi'anJiaotongUniversity,Xi'an710049,China)Abstract:Thisreviewdealswiththevariouspossiblecausesoffluid2inducedvibrationforpilot2cagetypecontrolvalve,andcorrespondingt
3、reatingmethods.Keywords:cagetypecontrolvalve;pilottype;fluid2inducedvibration;pressurefluctuationmeasure2ment;vibrationmeasurement1 概述型阀门流体激振的原因及处理方法已经成为急需处在工业生产中,随着自动化程度的不断提高,调理的问题。节阀作为过程控制中的终端原件,已经越来越多的应用于各个行业。但是在使用过程中,调节阀经常会出现噪声、泄漏、振荡和稳定性差等问题,严重影响到工业生产的稳定性及安全性。据不完全统计,
4、系统中约75%的故障源于调节阀,而调节阀在某些工况下产生流体激振是引起各种故障的主要原因。本文以先导式套筒调节阀为例分析流体激振的原因及处理方法。2 调节阀结构先导式套筒调节阀(图1)阀内采用阀瓣和套筒结构,利用套筒内表面导向,套筒节流开孔满足所需的流量特性。先导式调节阀主要是采用先导式阀瓣图1 先导式套筒调节阀来减小阀门在开闭时所受到的流体不平衡力,使调3 流体激振原因节阀能够比较平稳的进行开启与关闭。由于该类型调节阀产生流体激振时有多种表现形式,如阀调节阀具有安装维护方便、流量特性易于调整、互换杆断裂或振动,阀座脱出或产生裂纹及流动
5、失稳等。性与通用性强特点,国内外已经大量使用,但是在使虽然振动形式不一样,但是阀门激振的主要原因还用过程中,该阀在某些特定工况下会产生流体激振是调节阀内流体流动的不稳定性引起的,如脉动压的现象,从而影响了调节阀的正常工作,因此研究该力、圆柱绕流、方柱绕流和流体空化等。作者简介:施海华(1985-),男,江苏南通人,硕士研究生,从事热能工程、环境工程、多相流动和传热领域的研究。标准分享网www.bzfxw.com免费下载—14— 阀 门 2009年第1期节阀收缩通道时,由于流速急
6、剧增加,静压下降。当流体静压降低到等于或低于该流体在阀入口温度下的饱和蒸汽压时,部分液体汽化形成气泡。继而随着阀门出口流道的扩大,流速降低,静压又恢复到该饱和蒸汽压,气泡破裂又恢复到液相。气泡破裂时产生强大的压力冲击波,它不仅发出类似流砂流过阀门的爆裂噪声,而且释放的能量冲刷阀瓣表面,并波及下游管道,同时会引起阀门的振动。图2阀杆-阀瓣组件311脉动压力激起的振动当流体流过阀门内部时,由于流通面积的急剧变化,使得流动变得不稳定,对阀瓣会产生脉动压力的冲击。而先导式套筒调节阀的阀瓣-阀杆组件是由阀杆、小阀瓣、大阀瓣以及弹簧组成(图2),其
7、存图3 流量特性分别为快开、线性、等百分比的套筒在各阶固有频率。当阀杆-阀瓣组件受到流体不稳4 流体激振的处理定冲击的频率和其某一阶固有频率相吻合的时候,根据调节阀产生振动的原因,并结合一些工程便会产生共振,其振动形式主要表现为阀杆-阀瓣中的实际例子,总结出消除先导式套筒调节阀流体组件相对导向套筒表面的侧面运动。有研究表明,激振的方法。振动工况取决于流体的脉动压力是否与阀杆-阀瓣411 改变零部件质量或弹簧刚度组件的固有频率同频,而非脉动压力的大小。调节阀产生振动的原因主要是由阀内流体压力312 圆柱绕流激起的振动的不稳定引起的,当脉动
8、压力的频率和阀门自振频流体对于钝物体的绕流和尾迹中的旋涡脱落现率同步的时候,就会激起调节阀的共振。基于这样象,可以诱发作用在物体上的纵向和横向载荷,激起的原因,可以采用改变调节阀整体质量或者阀杆-结构的振动
