弹簧全启式安全阀运行故障的模拟辨识与试验研究

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1、工程硕士学位论文弹簧全启式安全阀运行故障的模拟辨识与试验研究作者姓名阳倩工程领域安全工程校内指导教师郭崇志副教授校外指导教师彭子娟高级工程师所在学院机械与汽车工程学院论文提交日期2015年1月Thesimulatedidentificationandexperimentalstudyofspringsafetyvalve'soperationfaultsADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：YangQianSupervisor：Prof.GuoChongzhiSouthChinaUniversityofTec

2、hnologyGuangzhou，China分类号：TQ086.3学校代号：10561学号：201221002990华南理工大学硕士学位论文弹簧全启式安全阀运行故障的模拟辨识与试验研究作者姓名：阳倩指导教师姓名、职称：郭崇志副教授申请学位级别：工程硕士工程领域名称：安全工程论文形式：□产品研发□工程设计□√应用研究□工程/项目管理□调研报告研究方向：过程安全控制与模拟技术论文提交日期：2015年1月8日论文答辩日期：2015年3月15日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：王新华委员：陈国华姜立春梁基照田震华南理工大学学位论文原创性声明本人郑重

3、声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研宄所取得的研宄成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品。对本文的研宄做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：為曰期：年，月s日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使罔学位论文的规定，即：研宄生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华南理工大学。学校有权保存弁向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被査阅（除在保密期内的保密论文外）•，学校可以公布学位论文的全部或部分内容

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5、最后一道安全防线。然而安全泄放系统本身也可能出现各种故障，从而影响安全泄压装置的功能的正常执行，因此，识别和分析安全阀的潜在故障形态，利用定性和定量技术判断可能发生的故障，提前对安全泄放系统可能存在的隐患进行识别，预警和进而提供应急措施显得尤为重要。本文在安全阀故障的特征参数和故障特性方面展开初步研究，期间通过计算机模拟与实验完成如下工作：1.故障诊断和识别研究：利用各种安全阀在线和离线检测实验数据和曲线，分析整理实验数据的典型故障曲线特性。主要数据有：位移、速度、压力、马赫数、升力等。2.故障及其特性的模拟技术研究：利用3D建模进行典型故障特性的模拟分析，主要模拟的故障有

6、颤振、弹簧刚度变化、弹簧缺陷，其中颤振分为稳定排放阶段颤振和回座阶段颤振。根据模拟分析的数据，分析出发生颤振时，阀芯的位移、速度等变化都是非常明显的。弹簧刚度变化的模拟表明弹簧刚度变化在一定的范围是安全的。弹簧缺陷的模拟对于安全阀工作时，弹簧压缩的距离有实际参考作用。通过分析结果和故障特性识别的情况，结果都表明安全阀发生颤振或是弹簧刚度变化时，相关的动力学参数和流场参数变化都是很容易识别的。3.故障诊断和识别的试验验证：利用实验室自主研发位移传感器、升力传感器、阀芯传感器等元件进行安全阀故障开启实验，通过开启和回座试验数据来与前述故障模拟的结果进行对比。对实验数据对应的缺陷

7、特性进行分析对比研究，主要进行的是安全阀颤振实验和弹簧缺陷实验。同时也对阀芯偏移的故障情况进行了探究性实验。实验表明通过传感器、数据采集仪、计算机等设备组成的检测安全阀开启过程的这一种技术对于识别安全阀故障并对开启性能进行监测，提高承压系统的安全性能具有重大意义。关键词：安全阀；故障；模拟仿真；颤振；弹簧；试验分析IAbstractThereleasingdevicewithsafetyvalveisakindofprotectioninstallationwhichiscalledthelastwallofgua