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《西华大学》 2017年
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圆截面三偏心蝶阀的研究与设计

段胜秋  
【摘要】:阀门是工业发展过程中必须的控制部件,蝶阀由于结构简单、体积小、启闭迅速等优点,被广泛地用于医疗、交通、化工、冶金、电力、石油、食品等各种领域。三偏心蝶阀采用锥面为密封面,其使用范围广,密封面磨损小,密封性能好,在工业生产中需求量越来越高,使用的工况也越来越严苛。目前国内相对于三偏心蝶阀还缺少合理的设计方法,而且传统的三偏心蝶阀截面是一个椭圆,密封面面积较大,获得同样密封效果所需的力矩也大,并且椭圆密封副安装对中性差,安装较繁琐。本文基于三偏心蝶阀的相关问题,提出了一种圆截面三偏心蝶阀,分析了其干涉和偏心参数之间的关系,开发了相应的干涉检验软件,采用有限元分析软件,对圆截面三偏心蝶阀进行了静力学分析和流体力学分析。具体工作如下:(1)本文详细介绍了三偏心密封形式的结构特点,推导出了阀板的截面方程以及密封面的曲面方程。针对传统三偏心蝶阀的缺点,提出了圆截面三偏心蝶阀,并给出了圆截面三偏心蝶阀密封表面的理论方程,然后讨论了圆截面三偏心蝶阀偏心参数之间的关系和设计方法。(2)研究了蝶阀的力学性能,给出了偏心蝶阀开启和关闭过程中所需力矩的计算公式,针对圆截面三偏心蝶阀推导了其不平衡力矩的计算公式。(3)详细分析了三偏心蝶阀启闭过程中的干涉原理,推导了回转中心的理论区域和范围,提出了一种干涉检验方法,并基于MATLAB软件开发了圆截面三偏心蝶阀干涉检验软件。(4)采用Solidworks软件设计了公称直径DN=300mm圆截面三偏心蝶阀的三维数模,基于ANSYS Workbench平台,对模型进行了有限元分析和CFD仿真,得到了阀门的力学特性和流动规律。
【学位授予单位】:西华大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TH134

【参考文献】
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