题目：安全阀全开启状态下的内部流场计算分析

安全阀是各类承压设备不可缺少的安全附件，广泛应用于石油、化工、电站、冶金、核电、国防等国民经济各个部门，具有重要的安全保护作用和经济意义。由于国内安全阀的设计和生产水平的限制，在石油和化工领域的重点工程项目中，安全阀进口数量依然较大。提高国内安全阀的性能水平，即具有重要市场销售意义又是提高装置国产化率迫在眉睫的重要任务，作为国内领先的HT系列安全阀品牌研制团队，在取得理论新突破方面是责无旁贷的。提高安全阀性能，关键是要对其内部流动有深入地认识，行业内普遍采用的研究方法是从试验研究和数值建模研究两方面入手的。试验研究的重点主要包括：在振动激励下以及各种流动状态下的阀门性能，流动显形和阀门压力及排量系数的确定。尤其是使用多普勒激光测速仪进行的流动显形试验，使研究人员可以直接观察到安全阀通道中的流动情况，为理论分析和结构设计提供了可靠的依据。数值建模研究方法是本文讨论的重点，由于安全阀内部流动十分复杂，所以按全尺寸几何结构进行全开启状态下的流场和压力场计算，在先进数值算法成熟之前是很难实现的。本文利用FLUENT计算分析软件，对全开启状态下的弹簧载荷式安全阀三维流场进行全尺寸建模后的数值计算分析，在得出吻合工程实际的计算结论后，将计算模型简化，获得二维轴对称分析模型，并借助专项的工程试验，对模型结论进行检定和修正。之后，利用该计算模型深入分析全开启状态下，典型安全阀流道结构的特点，归纳设计要素，并利用计算模型为性能改进工作的试验方案筛选提供理论依据。