针对高温高压大排量下先导式蒸汽疏水阀内流体作用下阀芯组件振动强烈的问题,运用顺序耦合法研究了流固耦合和弹簧力预应力作用下先导式疏水阀阀芯组件动力学特性.建立静态与预应力条件的阀芯组件动力学方程,采用ANSYS/Workbench有限元软件,计算阀芯组件的频率和振型;探讨了不同细长比、不同约束方式对阀芯组件模态的影响趋势.结果表明在预应力作用下,阀芯组件频率与振型的变化不大;阀芯直径越大,其模态频率越大;采用一端固定一端自由约束时其频率最小,两端固定约束时频率最大.

针对在高压差工况下汽机旁路调节阀噪声存在超出工业噪声允许范围的问题,采用混合仿真的方法对汽机旁路调节阀的流场和声场进行数值仿真计算,对汽机旁路调节阀进行CFD稳态和瞬态流场计算,找出产生噪声与振动的流场诱因。采用声流固单向耦合边界元法和IEC 60534-8-3标准理论预测方法分析汽机旁路调节阀阀后管壁外1 m处的噪声。结果表明,数值模拟与理论计算结果均满足标准规定噪声要求且相差仅为0.94 dB(A),验证了噪声数值模拟方法的有效性,可指导高压差调节阀的噪声研究。

针对高压降套筒式蒸汽疏水阀节流内件无法针精确设计和选用，并产生强烈振动的问题，基于直接边界元法对不同降压级数、节流孔径的疏水阀模型进行流激振动数值模拟研究，得到疏水阀不同开度下监测点处的振动频谱曲线及总振级随阀门开度变化规律。分析结果表明：不同开度下蒸汽疏水阀流激振动频谱特性由阀内节流件结构决定，受开度变化影响很小；在额定流量和额定压差不变情况下，总振级随降压级数增加而降低，但振动频谱特性基本不变，随节流孔径减小，总振级显著降低，且振动主要成分向50～500 Hz频率范围集中，为阀内节流件设计时避免流激共振提供参考，考虑节流套筒开孔时加工特点，节流孔径应取4～5 mm；实际使用中，为降低振动应尽量使疏水阀在中间开度下工作。

应用Solidworks软件对某型船用流量平衡阀流道结构进行优化设计,首先将几何模型导入Fluent软件中进行压力场和速度场仿真分析计算,获取改进后的阀体三维模型。进一步利用Ansys软件和声学分析软件LMS预测了流量平衡阀在不同工作压差和阀芯位移下流道的噪声和振动特性曲线,分析结果表明：阀体噪声和振动随着工作压差和阀芯位移的增加而变大。本文对于冷水系统各类阀件减振降噪设计具有一定的指导意义。

针对波纹管蒸汽疏水阀漏汽率高的问题,基于传热学原理应用波纹管能量方程和内充介质能量方程,建立了波纹管热动元件的滞后模型,设计了相应的实验系统,进行不同参数下的实验研究。分析结果表明,波纹管热动元件的时间常数cτ与内充介质的热容和体积成正比,与本身的表面积及其散热系数成反比。提出了一种中空圆筒形波纹管热动元件结构,可有效解决波纹管热动元件动作滞后的问题,为提高波纹管蒸汽疏水阀的性能提供参考。

运用ANSYS软件对J969Y-2500电动高加三通阀的阀体结构进行了应力分析,得到了其综合应力分布规律,对综合应力分析结果进行了应力强度评定,为高加三通阀的结构设计和改进提供了科学的理论依据,分析和评定结果表明:阀体的应力强度满足美国ASMEⅧ-2标准和我国JB 4732-95对强度的要求.

针对高压差下调节阀内的闪蒸空化引起的强振动和高噪声问题，设计了一种消声减振套筒，并对其级数、级间隙和孔径大小进行研究。首先从理论上确定套筒的级数和级间隙，然后建立三维模型，以连续性方程、三维雷诺平均N—S方程和基于各向同性涡粘性理论的k-ε方程组成调节阀内部流动数值模拟的控制方程组，采用结构与非结构网格相结合有限体积法对控制方程组进行离散，应用Fluent对各参数套筒结构调节阀内部流动进行数值模拟计算。结果表明，理论初步确定套筒级数的可行性；适当增大级间间隙与减小孔径大小，有利于高压差调节阀的消声减振，为高压差调节阀的设计提供参考。

蜡式热动力元件是以石蜡作为热敏材料，它具有结构简单、动作可靠、温度控制精度较高、无需外部能源等优点，在温度控制阀（thermostatic valve）中得到广泛的应用。该文阐述了关键元件——蜡式热动力元件的热力学模型，探讨了在蒸汽疏水阀中应用的可能性，并进行了实验验证与分析。实验表明：蜡式热动力元件在蒸汽疏水阀的使用条件下，运行稳定、可靠，但是不适合于高温场合。

为应对高压变工况下先导式减压阀出现的不稳定性问题,建立了减压阀系统动态微分数学模型,借助MATLAB/Simulink软件进行非线性动态模型仿真,得出对减压阀阀后压力影响较大的结构参数为：导阀弹簧刚度、导阀活塞直径、放散孔直径、主阀载荷腔体积、导阀阻尼及主阀出口腔体积等.此动态模型的分析对先导式减压阀的设计优化有重要的指导意义.