Ventex隔爆閥應(yīng)用基礎(chǔ)研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，粉塵爆炸的潛在危險性大大增加。隔爆技術(shù)可以防止爆炸從初始位置向其他工藝單元傳播，避免“二次”或系統(tǒng)爆炸事故，從而減輕爆炸災(zāi)害。 Ventex隔爆閥因簡單、可靠，是國際上比較流行的隔爆裝置。其原理是利用爆炸時產(chǎn)生的壓力推動移動閥芯來阻隔爆炸火焰和壓力。閥內(nèi)流場分布、流動阻力、閥芯抗屈曲能力是正確設(shè)計(jì)和應(yīng)用Ventex隔爆閥的關(guān)鍵和核心問題。 論文以計(jì)算流體力學(xué)的基本方程為依據(jù)，利用有限元法對Vent

2、ex隔爆閥內(nèi)的流場進(jìn)行了數(shù)值模擬，通過大量的數(shù)值實(shí)驗(yàn)得到了不同流速通過隔爆閥時導(dǎo)致的系統(tǒng)壓降及其與移動閥芯結(jié)構(gòu)尺寸之間的關(guān)系。在此基礎(chǔ)上得到了相同流速通過隔爆閥時移動閥芯受到的推力與結(jié)構(gòu)尺寸之間的關(guān)系，以及進(jìn)口壓力(爆炸壓力)和移動閥芯受到的推力之間的關(guān)系，為估算隔爆閥的啟動壓力奠定了基礎(chǔ)。論文還對隔爆閥引起的壓降進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測試，經(jīng)比較，上述數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)測結(jié)果基本一致。 Ventex隔爆閥移動閥芯的抗屈曲能力是阻隔爆炸載荷

3、的度量標(biāo)準(zhǔn)。論文利用有限元法對移動閥芯的屈曲問題進(jìn)行數(shù)值模擬，首先對模型進(jìn)行靜力分析，得到了模型的六階屈曲模態(tài)，再將第一階屈曲模態(tài)各節(jié)點(diǎn)的位移特征向量按一定比例縮小，作為初始幾何缺陷對模型進(jìn)行非線性屈曲分析，計(jì)算移動閥芯的屈曲載荷。通過大量的數(shù)值實(shí)驗(yàn)得到了移動閥芯的不同壁厚和結(jié)構(gòu)尺寸對其屈曲極限載荷的影響。 論文在以上分析的基礎(chǔ)上，研發(fā)了通徑為DN100的標(biāo)準(zhǔn)Ventex隔爆閥樣機(jī)，在15升改進(jìn)Hartmann爆炸實(shí)驗(yàn)裝置上進(jìn)