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阀门密封结构的渗漏特性数值分析

田孝帅 张冬林 杨勇 唐月明 谭曙时 谢童

田孝帅, 张冬林, 杨勇, 唐月明, 谭曙时, 谢童. 阀门密封结构的渗漏特性数值分析[J]. 核动力工程, 2022, 43(3): 151-157. doi: 10.13832/j.jnpe.2022.03.0151
引用本文: 田孝帅, 张冬林, 杨勇, 唐月明, 谭曙时, 谢童. 阀门密封结构的渗漏特性数值分析[J]. 核动力工程, 2022, 43(3): 151-157. doi: 10.13832/j.jnpe.2022.03.0151
Tian Xiaoshuai, Zhang Donglin, Yang Yong, Tang Yueming, Tan Shushi, Xie Tong. Numerical Analysis of Leakage Characteristics of Valve Sealing Structure[J]. Nuclear Power Engineering, 2022, 43(3): 151-157. doi: 10.13832/j.jnpe.2022.03.0151
Citation: Tian Xiaoshuai, Zhang Donglin, Yang Yong, Tang Yueming, Tan Shushi, Xie Tong. Numerical Analysis of Leakage Characteristics of Valve Sealing Structure[J]. Nuclear Power Engineering, 2022, 43(3): 151-157. doi: 10.13832/j.jnpe.2022.03.0151

阀门密封结构的渗漏特性数值分析

doi: 10.13832/j.jnpe.2022.03.0151
详细信息
    作者简介:

    田孝帅(1992—),男,硕士研究生,现主要从事核级设备研制工作,E-mail: txszbupc@163.com

  • 中图分类号: TL353

Numerical Analysis of Leakage Characteristics of Valve Sealing Structure

  • 摘要: 以核反应堆系统中的安全阀密封结构为研究对象,建立了基于多孔介质理论的密封结构粗糙表面三维模型,采用Darcy定律推导了密封结构泄漏率的计算公式,研究了粗糙度、自相关长度、密封比压对表面特征的影响,以及粗糙度、密封面接触宽度对泄漏率的影响。结果表明,粗糙度与密封性能并非是线性关系,仅以粗糙度作为密封性能的评价指标是有局限性的;在粗糙度一定的情况下,自相关长度也会对密封界面孔隙率、渗透率产生影响,从而影响安全阀的密封性能;密封比压减小导致接触高度增大,使得阀座阀瓣间的孔隙率迅速增大,造成密封结构的渗漏特性增强;粗糙度的增大使得泄漏率呈非线性增大趋势,密封面接触宽度的增加使泄漏率线性减小。

     

  • 图  1  接触界面微孔流道示意图

    Figure  1.  Schematic Diagram of Microporous Channel at Contact Interface

    图  2  粗糙表面形貌示意图

    Figure  2.  Schematic Diagram of Rough Surface Topography

    图  3  随机粗糙表面三维模型

    Figure  3.  Three Dimensional Model of Random Rough Surface   

    图  4  粗糙度对表面形貌特征的影响

    Figure  4.  Effect of Roughness on Surface Topography Characteristics

    图  5  粗糙度对孔隙分布的影响

    Figure  5.  Effect of Roughness on Pore Distribution

    图  6  自相关长度对表面形貌特征的影响

    Figure  6.  Effect of Autocorrelation Length on Surface Topography Characteristics

    图  7  自相关长度对孔隙分布的影响

    Figure  7.  Effect of Autocorrelation Length on Pore Distribution   

    图  8  接触高度对孔隙分布的影响

    Figure  8.  Effect of Contact Height on Pore Distribution   

    图  9  密封界面的速度分布图

    Figure  9.  Velocity Distribution of Sealing Interface

    图  10  粗糙度对泄漏率的影响

    Figure  10.  Effect of Roughness on Leakage Rate

    图  11  接触宽度对泄漏率的影响

    Figure  11.  Effect of Contact Width on Leakage Rate

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出版历程
  • 收稿日期:  2021-05-17
  • 录用日期:  2021-12-20
  • 修回日期:  2021-12-08
  • 刊出日期:  2022-06-07

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