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1、2006年第2期阀门—25—文章编号:100225855(2006)0220025204基于有限元的浮动球阀密封比压分析俞树荣,高扬,张希恒(兰州理工大学石油化工学院,甘肃兰州730050)摘要以浮动球阀的密封机理为基础,以有限元工程分析软件作为工具,论述了浮动球阀密封副密封比压在轴向、径向和周向上分布特性,分析了密封面上密封比压的分布规律,并通过实例比较了理论值与有限元分析值之间的异同,得出浮动球阀密封比压的分布规律。关键词浮动球阀;密封比压;有限元分析;模拟中图分类号:TH134文献标识码:ASealingpressureanalysisoffloatball2v
2、alvebasedonFEAYUShu2rong,GAOYang,ZHANGXi2heng(CollegeofPetrochemicalEngineeringTechnology,LanzhouUniv.ofTech.,Lanzhou730050,China)Abstract:Thistexttakefloatingtheballvalvetosealcompletelythemechanismasthefoundation,withthefiniteelementanalyticalsoftwareandprocedureofVBsofanengineeringsb
3、ethetool,discussthefloatingballvalvetosealcompletelyvice-sealcompletelytheratiotopressatstalkto,pathtoandtheweekheadinguptodistributethecharacteristic,analyzingsealcompletelytofaceupsealcom2pletelytheratiopressofdistributetheregulation,andpassedimitateexperimentcomparethedifferentandsim
4、ilarbetweenthetheoriesvalueandananalyticalvalue,getdistributetheregulationoffloatingballvalvesealcompletelytheratiopress.Keywords:floatballvalve;sealscompletelytheratiotopress;finiteelementanalysis;emulation1概述阀门的出口阀座密封面更紧密地接触,即在该密封密封性能是评价阀门的一项最重要的指标,即面上的比压增大,形成密封。实际分析时近似认为是指密封面上的密封比压。浮
5、动球阀的密封比压在有效介质力是作用在球体上的DMP(阀座密封面实际的工程中采用近似公式计算,由于公式是由密平均直径)范围内。封面平均直径得出的平均密封比压,不能反映密封由于介质的渗透和毛细管等物理现象,介质将面的密封比压分布情况,而如果用数学分析方法分进入到密封面之间,但不会从密封面外缘泄漏,在析密封面上的密封比压,又太繁琐而不易得出结设计计算中取密封面的平均直径Dmp作为介质终止果。随着有限元分析技术的开发与拓展,对机械产的界限。从而推导出浮动球阀的密封比压q的近品的设计与分析也能够进一步的深入,本文用有限似计算公式为[1]元软件计算了模拟工况下浮动球阀的密封比压,
6、应(D)2p(DNMW+DMNMW+DMN用VB程序提取密封比压数据进行分析,并与理论q==22=FMN16(l1-l2)4(DMW-DMN)的计算公式进行了对比。(1)2浮动球阀的密封机理式中q———密封比压,MPa浮动球阀关闭时(图1),球体支承在阀座上,N———球体对密封面的法向力,N介质力作用在以密封面外径DMW为边界的球体面F2MN———密封环带面积,mm上,使球体在流体流动方向产生位移,从而使它与作者简介:俞树荣(1962-),男,甘肃兰州人,教授,主要研究方向为化工设备与阀门的设计开发。—26—阀门2006年第2期DMW———阀座密封面外径,mm由公式(
7、1)可知,浮动球阀是依靠工作介质DMN———阀座密封面内径,mm压力来实现密封要求的,压力通过关闭件全部传给p———介质工作压力,MPa了出口端的密封副。l1、l2———球体中心至密封面的距离,mm(a)球体与阀座组合结构(b)球体受力分析图1浮动球阀3浮动球阀的密封比压有限元分析311浮动球阀的三维建模与分析用有限元软件ANSYS做出浮动球阀的三维模型图,设置边界条件和受力模型,然后运算,得出密封比压的有限元节点数值。其生成的密封面上密封比压分布(图2)可以看出,在密封环的两侧边缘,密封比压比较大,而中部相对较小,同时,沿环向密封比压的分布变化很小
