拉瓦爾管式高溫流量調(diào)節(jié)閥閥口及熱力學(xué)特性研究.pdf

1、燃料流量精確調(diào)節(jié)是超燃沖壓發(fā)動機研制的關(guān)鍵技術(shù)之一。由于超燃沖壓發(fā)動機的冷卻方式采用的是主動熱防護(hù)技術(shù),所以燃料在進(jìn)入到發(fā)動機燃燒室前溫度能夠達(dá)到800-1000K。為實現(xiàn)高溫氣態(tài)燃料的精確流量調(diào)節(jié),研究先導(dǎo)伺服控制的高溫流量調(diào)節(jié)閥具有非常重要的意義。目前國內(nèi)外大部分對高溫閥的研究都是處于較低溫度下的研究,且不能滿足高溫閥流量調(diào)節(jié)精度、響應(yīng)速度等技術(shù)要求。
　　本文研究一種基于拉瓦爾管氣體動力學(xué)特性的高溫流量調(diào)節(jié)閥,通過設(shè)計拉瓦爾

2、管狀高溫流量調(diào)節(jié)閥閥口,得到穩(wěn)定的質(zhì)量流量,并實現(xiàn)較小的壓力損失。這種高溫流量調(diào)節(jié)閥采用錐閥結(jié)構(gòu),控制時采用先導(dǎo)伺服閥控制的驅(qū)動活塞來驅(qū)動錐閥閥芯移動,間接調(diào)節(jié)閥口大小從而控制流量。
　　本文重點研究了拉瓦爾管式高溫流量調(diào)節(jié)閥的閥口及熱力學(xué)特性,建立了拉瓦爾管式閥口數(shù)學(xué)模型和閥整體熱力學(xué)仿真模型,運用 CFD軟件Fluent、ANSYS CFX及ANSYS Workbench等進(jìn)行仿真研究,得到了拉瓦爾管式閥口流場特性及閥整體熱力

3、學(xué)特性。通過熱流耦合的方法分析了高溫流量調(diào)節(jié)閥整體溫度分布特性,并運用流固耦合的方法分析了閥整體熱應(yīng)力和熱應(yīng)變特性,對比了45＃鋼和GH783合金為材料的高溫閥熱力學(xué)特性,為高溫閥材料選擇提供了理論依據(jù)。
　　為了獲得高溫流量調(diào)節(jié)閥在實際工作條件下的流量調(diào)節(jié)特性及溫度特性,本文進(jìn)行了試驗研究,共完成兩個試驗:拉瓦爾管式閥口特性試驗和高溫流量調(diào)節(jié)閥熱力學(xué)特性試驗。獲得了常溫下拉瓦爾管式閥口不同入口壓力下的流量曲線和高溫下閥體表面關(guān)鍵