高速透气阀性能分析及测试系统设计

• 作 者: 刘志勇
• 机 构: 江苏大学
• 出 处: 江苏大学
• 发表日期: 2011年期
• 关键词: 高速透气阀 流场分析 结构优化 启闭特性

货油舱高速透气阀是控制式透气系统必须装备的压力／真空阀,可以释放货油舱内的真空和压力、确保装卸和加载过程中舱内维持适当的压力。透气阀的工作性能以及可靠性对保证油罐及储油的安全性至关重要。为保证安全,必须保证透气阀在确定压力值下开启,在排放气体时垂直向上排放,且要求速度足够高,防止油气在甲板滞留带来危险,并确保阀门开启和关闭的稳定性。因此,对透气阀进行阀门开启时的流场分析和阀芯的运动特性研究十分必要,并需要根据分析结果得到优化的透气阀结构。为对一些理论分析的结果进行试验验证,还需设计高速透气阀的实验测试系统。　　
本文首先总结了阀门及高速透气阀的国内外研究状况,并详细归纳了油船透气系统的设计及透气阀选型方法,在此基础上进行透气阀的性能分析和实验设计。　　
通过进行高速透气阀在不同阀芯开度下的流场分析,得到透气阀在不同阀门开度时流场分布状况和导流器所受流体力情况。通过对具有不同外形导流器和不同出口结构的透气阀进行流场的对比分析,得到可采用.将导流器底部改进为球形、减小过度区域的曲率、压力阀收缩段采用外圆弧结构的方法来进行透气阀的优化设计的结论。　　
然后,通过讨论压力阀开启和关闭的具体过程,分析了磁力对于透气阀的稳定开启和消除颤振所起的作用及阀门控制力的设定原则。分析得到了阀门开启和关闭时的运动规律,为高速透气阀的优化设计和应用研究提供借鉴。　　
最后,本文设计了高速透气阀的实验测试系统。研究了其测试原理和测试方法,然后从硬件系统选型、软件部分编程设计两方面分别进行了阐述。利用建立的实验测试系统对具有两种不同外形导流器的透气阀进行了阀门开启压力和流速方面的实验,实验表明导流器外形对于透气阀的透气性能影响很大。