Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Biến đổi áp suất của hơi nước trên đĩa trong van butterfly ba lệch tâm
Tóm tắt
Van butterfly ba lệch tâm có cấu trúc tuyệt vời cho việc bịt kín chất lỏng và cũng có thể tạo ra mô-men xoắn bổ sung để hỗ trợ trong việc mở hoặc đóng van. Tuy nhiên, sự tách dòng và sự hình thành xoáy thường xảy ra do bề mặt thô ráp của đĩa van. Sự dao động áp suất trên đĩa gây ra rung động và có thể làm hỏng nghiêm trọng van và đường ống dẫn. Để khảo sát sự dao động áp suất do hơi nước, phương pháp CFD được sử dụng để mô phỏng dòng chảy không ổn định ba chiều bên trong van và để thu được áp suất và vận tốc thoáng qua tại các điểm chính trong năm khu vực điển hình ở trạng thái hoàn toàn mở. Phương pháp biến đổi Fourier rời rạc được áp dụng để phân tích các tham số phổ. Các số Strouhal cho sự hình thành xoáy cũng được xác định. Cuối cùng, một phân tích chế độ thí nghiệm được thực hiện để kiểm tra tần số tự nhiên của lắp ráp đĩa - thân van. Tần số tự nhiên được kiểm tra cao hơn nhiều so với tần số dao động áp suất hơi nước cao nhất trong trường hợp lưu lượng tối đa. Hơn nữa, sự dao động áp suất do lực tác động của chất lỏng không làm phát sinh cộng hưởng của lắp ráp đĩa - thân van, và không có hiện tượng khóa xảy ra.
Từ khóa
#van butterfly ba lệch tâm #biến đổi áp suất #phương pháp CFD #phân tích tần số tự nhiên #sự dao động áp suấtTài liệu tham khảo
Zung P-S, Perng M-H (2002) Nonlinear dynamic model of a two-stage pressure relief valve for designers. J Dyn Syst Meas Control Trans ASME 124(1):62–66. https://doi.org/10.1115/1.1435363
Smith BAW, Luloff BV (2000) The effect of seat geometry on gate valve noise. J Press Vessel Technol Trans ASME 122(4):401–407. https://doi.org/10.1115/1.1286031
Jauvtis N, Williamson CHK (2004) The effect of two degrees of freedom on vortex-induced vibration at low mass and damping. J Fluid Mech 509:23–62. https://doi.org/10.1017/s0022112004008778
Govardhan RN, Williamson CHK (2006) Defining the ‘modified Griffin plot’ in vortex-induced vibration: revealing the effect of Reynolds number using controlled damping. J Fluid Mech 561:147–180. https://doi.org/10.1017/s0022112006000310
Facchinetti ML, de Langre E, Biolley F (2004) Coupling of structure and wake oscillators in vortex-induced vibrations. J Fluids Struct 19(2):123–140. https://doi.org/10.1016/j.jfluidstructs.2003.12.004
Guilmineau E, Queutey P (2004) Numerical simulation of vortex-induced vibration of a circular cylinder with low mass-damping in a turbulent flow. J Fluids Struct 19(4):449–466. https://doi.org/10.1016/j.jfluidstructs.2004.02.004
Mehmood A, Abdelkefi A, Hajj MR, Nayfeh AH, Akhtar I, Nuhait AO (2013) Piezoelectric energy harvesting from vortex-induced vibrations of circular cylinder. J Sound Vib 332(19):4656–4667. https://doi.org/10.1016/j.jsv.2013.03.033
Franzini GR, Bunzel LO (2018) A numerical investigation on piezoelectric energy harvesting from vortex-induced vibrations with one and two degrees of freedom. J Fluids Struct 77:196–212. https://doi.org/10.1016/j.jfluidstructs.2017.12.007
Duan Yu, Revell Alistair, Sinha Jyoti, Hahn Wolfgang (2019) A computational fluid dynamics (CFD) analysis of fluid excitations on the spindle in a high-pressure valve. Int J Press Vessels Pip 175:103922. https://doi.org/10.1016/j.ijpvp.2019.103922
Govardhan R, Williamson CHK (2000) Modes of vortex formation and frequency response of a freely vibrating cylinder. J Fluid Mech 420:85–130. https://doi.org/10.1017/s0022112000001233
Khalak A, Williamson CHK (1999) Motions, forces and mode transitions in vortex-induced vibrations at low mass-damping. J Fluids Struct 13(7–8):813–851. https://doi.org/10.1006/jfls.1999.0236
Shoshani O (2018) Deterministic and stochastic analyses of the lock-in phenomenon in vortex-induced vibrations. J Sound Vib 434:17–27. https://doi.org/10.1016/j.jsv.2018.07.023
Domnick CB, Benra F-K, Brillert D, Dohmen HJ, Musch C (2017) Investigation on flow-induced vibrations of a steam turbine inlet valve considering fluid-structure interaction effects. J Eng Gas Turbines Power 139(2):1. https://doi.org/10.1115/1.403435
Galbally D, Garcia G, Hernando J, Sanchez JD, Barral M (2015) Analysis of pressure oscillations and safety relief valve vibrations in the main steam system of a boiling water reactor. Nucl Eng Des 293:258–271. https://doi.org/10.1016/j.nucengdes.2015.08.005
Kumagai K, Ryu S, Ota M, Maeno K (2016) Investigation of poppet valve vibration with cavitation. Int J Fluid Power 17(1):15–24. https://doi.org/10.1080/14399776.2015.1115648
Potter M, Bacic M (2012) Design and control of hardware-in-the-loop simulations for testing non-return-valve vibrations in air systems. IEEE Trans Control Syst Technol 20(1):98–110. https://doi.org/10.1109/tcst.2011.2112660
Youn C, Asano S, Kawashima K, Kagawa T (2008) Flow characteristics of pressure reducing valve with radial slit structure for low noise. J Vis 11(4):357–364. https://doi.org/10.1007/bf03182204
Wang H, Kong X, Liu H (2018) Vibration characteristics analysis for a tri-eccentric butterfly valve. Zhendong yu Chongji/J Vib Shock 37(5):202–206 and 212. https://doi.org/10.13465/j.cnki.jvs.2018.05.030