煤矿高压大流量水液压安全阀阀芯采用多排阀口设计,具有体积小、结构紧凑等优点,利用数值模拟方法,在3种不同开启次序下,对4排阀口安全阀的动态响应与气蚀特性进行研究。通过瞬态仿真,分析3种开启次序下阀芯位移和速度变化以及阀腔内气蚀分布特性。结果表明阀芯采用3步和4步次序开启时,首排阀口完全开启用时短,响应速度更快;不同开启次序下,阀腔内气蚀产生位置一致,均发生在阀芯左端入口台阶和各阀口靠近阀芯入口侧位置;在阀腔中心截面,2步次序降气蚀效果最优,4步次之;采用4步次序能够有效降低各排阀口内壁面的气蚀强度。阀芯的4排阀口单排依次开启方案,有利于安全阀面在高压时快速响应,并能降低阀口壁面气蚀伤害。

针对安全阀气动噪声问题,结合声类比方程和动网格技术,研究高压储氢安全阀动态开启过程中的流场声场特性。搭建安全阀气动噪声测试试验台,分析阀盘不同角度对安全阀气动噪声特性的影响。结果表明安全阀声源分布主要集中在阀盘下侧、左右阀腔和出口段,合适的阀盘角度可以减小压力波动,改善压力凝滞现象。结论可为特种阀门国产化提供一定的借鉴。