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工业阀门广泛应用于国民经济各个领域,而阀门气体内漏问题是各个领域当中普遍存在也是需要面对的问题。特别是在石化、核电等领域中,一般常闭阀门起到隔离介质的作用,当其发生气体内漏时,轻者污染下游介质,造成经济耗费,重者发生爆炸、火灾、人员伤亡等生产事故,产生不可弥补的损失。所以进行阀门气体内漏的实用性研究,对国民经济各领域节能减排、安全运行有重要意义。针对阀门在工业中发生气体内漏的问题,本文以公称尺寸为DN25的球阀和截止阀为研究对象,采用数值计算、实验验证和理论计算相结合的方法,具体进行如下研究:(1)从研究的背景和意义出发,介绍了工业过程控制阀在国民经济中的重要性,以及阀门发生气体内漏所产生的危害,提出利用新方法定量检测阀门气体内漏的必要性,阐述了多物理场耦合的数值计算方法研究现状,确定本课题采用多物理场耦合计算方法(声流固耦合)来研究阀门气体内漏问题。(2)介绍了数值计算基础理论,为本文中流场和声场数值计算的研究奠定基础;进行了数值计算与实验的对比,确定以误差最小处为基础的最佳监测点位置。(3)运用CFD软件对阀门的流量和流阻系数进行数值计算,验证简化模型的准确性;对阀门发生气体内漏时流场进行数值模拟研究,研究阀门不同内漏间隙和不同压比时稳态和瞬态流场特征,得到气体内漏泄漏率和声源激励信息,为阀门气体内漏声场的研究提供支持。(4)利用声学软件LMS Virtual.Lab对阀门发生气体内漏时的声场进行数值计算,得到管阀系统外辐射声场分布规律,对比研究不同内漏间隙和压比时的频谱规律、总声压级和幅值分布规律及大小,为数值拟合提供数据支持。(5)利用阀门实验气路系统对阀门气体进行了声学检测实验,并与数值计算结果和理论计算结果进行对比分析,验证数值计算的可靠性;推导了定量计算拟合公式,利用数值计算得到的数据进行数值拟合,完成气体内漏泄漏率的量化研究工作。(6)通过以上研究,本文所使用的数值计算方法可以为阀门气体内漏的声学检测技术提供一定的数据支持与参考,为通过在线检测阀门气体内漏和量化阀门的泄漏量提供新的研究方法和新思路,也为阀门气体内漏量与声学检测之间的量化研究提供一定的数据支持。