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『簡體書』闸阀弯管液流系统振动噪声及阻抑

書城自編碼： 3632484
分類：簡體書→大陸圖書→工業技術→一般工业技术
作者： 张超，任秀华 著
國際書號(ISBN)： 9787122386274
出版社： 化学工业出版社
出版日期： 2021-07-01

頁數/字數： /
書度/開本： 16开 釘裝： 平装

售價：HK$ 111.3

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編輯推薦：
舰艇、船舶的设计和制造是海洋强军强国建设中的重要内容，闸阀弯管液流系统是舰艇、船舶等的核心装置的重要组成部分，其振动噪声指标直接影响整体的可靠性和隐蔽性等。本书正是通过理论分析、实验验证和数值模拟的方法研究闸阀弯管液流系统振动噪声及阻抑理论与实用技术的专著。本书本书有以下几大特色：
（1）前沿技术，利于强军强国建设
通过理论分析、实验研究和数值模拟相结合的方法，研究分析电动闸阀关闭过程中流固耦合下流体动力学行为及液流系统振动噪声特性，提出抑制液流系统振动噪声及闸阀卡涩、磨损的结构优化方案；设计高阻尼减振复合支承座，减少液流系统振动，并阻断振动传播，以期提高液流系统及舰艇可靠性和隐蔽性。
（2）内容丰富，体系完整
本书内容涵盖闸阀万贯液流系统组成及振动噪声、闸阀弯管内流场动压分布及实验、闸阀关闭过程中液流系统双向耦合流场特性、基于耦合模态的流致振动噪声特性及故障、基于减振降噪的结构优化及验证、减振复合支承座及其性能等内容，内容丰富，体系完整。
內容簡介：
本书采用理论分析、实验研究和数值模拟相结合的方法，对闸阀关闭过程中闸阀弯管液流系统的流固耦合行为进行模拟分析，掌握了壁面湍流边界层引发的压力脉动、振动及噪声分布情况，提出了有效抑制带阀门弯管液流管路系统振动及噪声的结构优化方案，并采用聚酰亚胺树脂基矿物质复合材料设计新型高阻尼减振复合支承座，为抑制液流系统振动及噪声的产生和传播，解决闸板卡涩、磨损等问题提供指导及解决方案。
本书可作为高等院校、企业中从事充液管路系统减振降噪理论和技术研究的科研人员及相关专业师生的参考用书。
目錄：
第1章　闸阀弯管液流系统组成及其流致振动噪声研究现状001
1.1 研究背景及意义002
1.2 闸阀弯管液流系统概述004
1.2.1 闸阀弯管液流系统组成004
1.2.2 闸阀弯管液流系统技术参数005
1.2.3 闸阀关闭过程闸板开度划分006
1.3 国内外研究现状综述007
1.3.1 阀门内流致振动噪声及其抑制研究008
1.3.2 弯管内流致振动噪声及其抑制研究010
1.3.3 支承座减振、隔振研究011

第2章　闸阀弯管内流场动压分布理论及实验研究013
2.1 弯管内流场动压分布理论015
2.1.1 弯管流量系数研究现状016
2.1.2 基于N-S方程的流量系数及求解017
2.2 液流系统流场动压实验研究019
2.2.1 流场动压实验工作原理019
2.2.2 流场动压实验方案及步骤019
2.2.3 流场动压实验结果及与计算结果相互验证021

第3章　闸阀关闭过程中液流系统双向耦合流场特性分析025
3.1 液流系统流场数值模拟方法及耦合方式027
3.1.1 液流系统流场数值模拟计算流体动力学基础027
3.1.2 液流系统耦合数值模拟方法028
3.1.3 液流系统耦合理论及方式030
3.2 液流系统模型建立及参数设置033
3.2.1 液流系统三维建模033
3.2.2 网格划分034
3.2.3 仿真参数设置035
3.3 闸阀关闭过程中系统耦合模拟及结果分析036
3.3.1 耦合模拟流场分析截面确定037
3.3.2 内部流场耦合模拟结果及实验验证038
3.3.3 内部流体双向耦合流动特性分析045
3.3.4 高温流体对固体结构热变形的影响053
3.4 闸阀关闭过程中内部流场特性分析及对比056
3.4.1 闸阀关闭过程中内部流场压力特性056
3.4.2 液流系统流阻系数、流量系数062
3.4.3 液流系统流量特性065

第4章　基于耦合模态的流致振动噪声特性研究及故障分析067
4.1 弯管系统耦合振动有限元理论求解068
4.1.1 耦合系统模型建立与单元划分069
4.1.2 耦合系统总体矩阵070
4.1.3 耦合系统振动方程及求解072
4.2 液流系统流致振动耦合模态结果分析074
4.2.1 耦合模态模拟方法及参数设置074
4.2.2 耦合模态模拟结果及分析076
4.3 液流系统流致噪声数值模拟078
4.3.1 内部流体流致噪声边界元法078
4.3.2 流体域声场分析特征场点的确定081
4.3.3 特征场点处声压及频率响应分析081
4.3.4 流体与固体耦合面表面声压分布085
4.4 闸阀流致振动造成故障成因分析087
4.4.1 闸阀振动加剧及啸叫成因分析087
4.4.2 闸板和导向条的磨损成因分析090

第5章　基于减振降噪的结构优化及验证094
5.1 抑制振动噪声的结构优化方法及方案确定095
5.1.1 液流系统流致振动噪声成因分析095
5.1.2 闸阀及管路结构优化方法及方案确定097
5.2 减振后闸阀关闭过程流场特性分析098
5.2.1 减振后闸阀关闭过程中流体速度场098
5.2.2 减振后闸阀关闭过程中流场湍动能101
5.2.3 减振后闸阀关闭过程中流体压力场103
5.2.4 减振后液流系统特性曲线105
5.3 减振后液流系统流致耦合振动特性分析107
5.4 降噪后流固耦合面流致噪声分析110
5.5 减振后闸板和导向条磨损改善情况分析115

第6章　减振复合支承座的研究及其性能分析120
6.1 支承座刚度对液流系统振动的影响121
6.2 高阻尼减振复合材料确定及试样制备122
6.2.1 高阻尼减振复合材料选择及配比123
6.2.2 高阻尼减振复合材料支承座试样制备123
6.3 高阻尼复合材料力学性能测试方案及结果124
6.3.1 强度测试原理124
6.3.2 试样典型测点载荷-应变测试方案125
6.3.3 载荷-应变测试结果分析127
6.3.4 载荷-应变有限元分析131
6.4 减振复合支承座静力学性能分析133
6.4.1 支承座建模及仿真参数设置133
6.4.2 减振复合支承座的静力学性能134
6.5 减振复合支承座模态及减振特性136
6.5.1 支承座模态分析理论基础136
6.5.2 减振复合支承座模态分析137
6.5.3 减振复合支承座对液流系统振动的影响141
6.6 减振复合支承座二次拓扑优化142
6.6.1 基于多目标的减振复合支承座二次拓扑优化建模142
6.6.2 减振复合支承座二次拓扑优化流程144
6.6.3 拓扑优化结果及减振性能对比145

参考文献150
內容試閱：
闸阀弯管液流系统是充液管路系统的重要组成形式之一，其振动噪声指标直接影响整个充液管路系统的可靠性和稳定性。尤其在高温高压工况下，闸阀在关闭过程中，内部高温高压流体受闸板扰流和弯管旋流共同作用，流体的不稳定会造成闸阀和管壁结构振动，并产生直接辐射噪声（流致振动噪声）。此外，液流系统的流致振动会通过其支承结构向外传播，尤其在舰船等相对密闭的金属箱体空间内会不断放大，激励壳体产生振动，并再由壳体向水中辐射振动噪声，从而极大地降低了舰船的隐蔽性。本书通过理论分析、实验研究和数值模拟相结合的方法，研究分析闸阀关闭过程中流固耦合下流体动力学行为及液流系统振动噪声特性，提出抑制液流系统振动噪声及闸阀卡涩、磨损的结构优化方案；采用新型纤维增强增韧复合材料，设计高阻尼减振复合支承座，减少液流系统振动，并阻断振动传播，以期提高闸阀弯管液流系统尤其是舰船的可靠性和隐蔽性。
本书共分为5部分。
① 建立充液闸阀弯管液流系统流量的流量系数表达式，并对流经弯管的流体流态进行数值仿真，得到不同雷诺数和不同弯径比下的流量系数变化规律；通过弯管内、外侧动压分布实验，进一步验证应用欧拉数表述的弯管流动压理论模型的科学性和合理性。
② 采用SST k -ω；模拟方法深入研究流固耦合下，闸阀弯管液流系统内高温高压蒸汽流体的稳态动力学行为及特性，并与流场动压实验结果进行对比验证；研究分析闸阀关闭过程中液流系统内流体速度分布、压力分布、湍动能分布等流体特性规律，为下一步液流系统内流致振动噪声特性准确分析、预测与制订基于减振降噪的结构优化及验证方案奠定基础。
③ 在掌握闸阀关闭过程中闸阀弯管液流系统内蒸汽流体的实时动态特性及流动参数变化规律的基础上，研究分析闸阀关闭过程中液流系统耦合振动特性、内部流场及耦合面噪声分布规律，以及系统啸叫和导向条磨损等故障成因。
④ 研究分析造成闸阀液流系统振动和噪声的主要原因，并提出采用增加过渡圆角、采用平底闸板和加装鼓形变径扩缩管的结构优化方法，减少流体射流，降低闸阀前后压差及压力脉动，减弱阀后流体涡旋，达到液流系统减振降噪的目的，并通过CFD 方法分析验证。
⑤ 采用新型纤维增强增韧聚酰亚胺树脂基复合材料和二次拓扑优化的方法设计新型减振复合支承座，并对其进行静、动态性能仿真分析，证明新型减振复合支承座具有抗变形能力强、刚度高、重量轻的优点，可显著改善管路系统模态，避免局部及系统共振，减小流体压力脉动，抑制液流系统振动的产生及传播，有效提高闸阀弯管液流系统尤其是舰船的可靠性和隐蔽性。
本书在写作过程中，得到了张进生教授、孟宪举教授和任秀华副教授的指导与帮助，并参考了书后所列的参考文献，在此向各位老师及各参考文献的作者表示衷心的感谢。
由于作者水平有限，书中难免存在不妥之处，敬请读者批评指正。

著者

 

 

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