为了解决动态流量平衡阀流量控制精度无法达到要求的问题,建立了动态流量平衡阀动力学模型以及阀芯运动方程,数值模拟了相同口径和不同口径平衡阀阀芯处于不同位移下的三维流场模型,对比试验与数值模拟的阀芯位移误差和压差位移流量特性曲线,获得了线弹性不等值力变化规律,确定了不等值力修正系数,并优化了开孔型线.研究结果表明通过引入线弹性不等值力修正系数,优化阀芯可变开孔后,减小了阀芯实际位移与理论位移间的误差,使试验与数值模拟的流量特性曲线趋于一致,并使流量控制精度满足±5%的误差要求.

针对国内外动态流量平衡阀产品流量控制精度无法满足±5%误差范围要求的问题,从同心环状缝隙流理论出发,推导阀芯开孔型线改进设计计算公式.运用计算流体力学(CFD)技术模拟计算初步设计开孔型线下的流量大小,并通过试验加以验证.在此基础上考虑开孔型线改进设计公式中流量系数以及阀芯开孔的结构形式对流量大小的影响,提出2种改善流量控制精度的阀芯开孔型线优化设计方法,并结合仿真模拟及试验对优化结果进行分析.结果表明,初步设计开孔型线的流量控制精度为±16.7%,流量系数优化后整体流量控制精度提高至±9.1%,阀芯开孔结构形式优化后流量控制精度得到了进一步改善且最终达到±4.2%的误差范围.优化结果验证了该优化设计方法的有效性,为今后阀芯开孔型线的设计提供了参考.

为准确评估动态升温过程中结构是否安全,基于经典赫兹接触理论、旋转动力学以及碰撞冲击理论,采用数值仿真方法对快关蝶阀分别进行瞬态热-结构耦合分析与瞬态动力学分析研究,对比研究了不同升温速率、不同关闭时间及不同密封面宽度对快关蝶阀结构强度及阀座密封性能的影响规律。研究表明:快关蝶阀的最终热应力和阀座密封面接触压力均随着升温速率的增大而增大,当阀门内壁升温速率小于0.225℃/s时,阀门的结构强度及密封可满足要求;分析快关蝶阀瞬间冲击速度以及快关过程总位移量,并与理论推导得出的数值对比,误差均在5%以内,快关冲击对蝶阀蝶板的影响程度大于阀座,进一步研究得出了冲击速度、撞击面积关键参数对阀门冲击的影响规律。

介绍了一种新型的水力电磁隔膜阀结构，并对水力电磁隔膜阀进行结构参数设计与研究，分析了隔膜在启／闭两种情况下的受力，推导出隔膜受力运动方程，为该阀的动作与功能提供了理论依据。水力电磁隔膜阀的应用解决了普通电磁阀不耐水击的难题，配有无线遥控装置，方便了操作者不确定位置控制水阀的开关。

探讨了GB／T12251-2005和ISO7841-1988中有关蒸汽疏水阀蒸汽泄漏量的试验方案，以工程热力学为基础分析了两种试验方案的数学模型，提出了GB12251-2005与ISO7841-1988的不同以及GB12251-2005中存在的问题。

建立了天然气高压先导轴流式减压阀数学模型，运用MATLAB／Simulink进行动态模型仿真，得到了天然气高压先导轴流式减压阀系统动态特性。绘制了不同进口压力、弹簧刚度以及泄流孔直径下天然气高压先导式减压阀的动态特性响应曲线。根据不同设计变量，建立以输出压力为目标函数的优化模型，基于遗传算法理论得出最佳适应度和最佳均值轨迹。分析结果表明，在入口压力4MPa的工况下，先导式减压阀阀后输出压力最大超调量由1．7MPa减小为0．5MPa，系统动态响应时间由0．65S缩短为0．42s．天然气高压先导轴流式减压阀性能得到优化。

针对超(超)临界疏水阀开启过程中管道水锤振动问题,采用特征线法对阀控管道水锤瞬变模型进行了数值计算,运用Matlab求解得到了疏水阀在不同流量特性、不同节流效应下开启时管道中流量和水锤压头的时域曲线。研究表明:选用等百分比流量特性的疏水阀,可以减缓阀开启时阀后管道的水锤现象,同时节流效应对疏水阀开启时阀后管道水锤的影响显著,节流越明显,管道中水锤压头幅值越小,水锤波动趋势也越缓和。研究结果为抑制管路水锤与冲击设计提供理论参考。

为预测某型船用三通调节阀声学性能特性,应用Solidworks软件对阀体主、侧流道结构优化设计。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,获取改进后阀体的三维模型;进一步利用ANSYS软件和声学分析软件LMS预测了调节阀在不同开度下主、侧通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主通道开度的增加而变大;与试验值相比,两者吻合度较高,偏差最大值不超过7%。

为保障核二级波纹管截止阀的高安全可靠性,波纹管元件需实现阀杆密封处的零泄漏,其结构强度及疲劳寿命可靠性的研究就显得尤为重要。基于材料、结构及边界条件非线性理论,通过ANSYS Workbench有限元软件对核二级波纹管截止阀用U型波纹管在分别承受外压、拉压位移载荷及外压和拉压位移载荷共同作用下波纹管结构强度及疲劳可靠性问题进行分析,分别研究了波纹管的间隙和拉压位移对波纹管结构强度和疲劳寿命的影响。结果表明:较小的层间距应力值相对较小,疲劳寿命更高;拉压位移载荷对疲劳寿命的影响较大,使用过程中要严格控制;通过研究阀用波纹管的强度及疲劳可靠性为截止阀用波纹管的制造和使用提供了参考。

振动问题严重影响着压缩机管路系统的长周期安全运行。针对往复式压缩机管道振动问题,基于ANSYS有限元分析软件对振动剧烈的管路进行流体压力脉动计算与流固耦合模态分析。结果表明,诱发管路振动的主要原因是流体压力脉动频率和管道机械固有频率均落在了压缩机激振频率共振区内,增加防震管托的解决方案可以在一定程度上减弱管道振动,经对比不同约束位置的模态分析结果,确定了最合理的约束位置。