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这是江苏大学毕业答辩ppt，包括了绪论，透气阀开启过程的建模与求解，实验与结果分析，全文总结与展望，致谢等内容，欢迎点击下载。
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绪 论 1.1高速透气阀的应用及研究进展 1.1.1应用背景 绪 论 1.1高速透气阀的应用及研究进展 1.1.1应用背景 主要应用在化学品、液化天然气和石油气船舶上的液货舱上，近年来，在石油制品、天然气和液化石油气的储气设备和化工设备上也被广泛采用。 绪论 1.1高速透气阀的应用及研究进展 绪论 1.1高速透气阀的应用及研究进展 1.1.2主要功能 绪论 1.1高速透气阀的应用及研究进展 1.1.3国内外研究进展 （1）国内外产品生产厂家 绪论 1.1高速透气阀的应用及研究进展 1.1.3国内外研究进展 （1）国内外产品生产厂家 绪论 1.1高速透气阀的应用及研究进展 1.1.3国内外研究进展 其中，CF型透气阀采用永磁力来控制托盘颤振。这种型号的透气阀开启时，只有系统压力稳定地达到设定的开启压力时，阀门才会开启，并通过降低管径来解决如何降低航程中的蒸汽损失的问题，被认为是目前世界上最先进的高速透气阀。 绪论 绪论 绪论 陈国民，杜振华，杨继平 绪论 1.1高速透气阀的应用及研究进展 1.1.3国内外研究进展 设计者通过实验证明：透气阀改进前的排气方向向下，当排气口燃烧时，由于巨大的热量作用在透气阀附近的燃烧区，容易做成油舱或储气罐局部过热而酿成事故；改进后的透气阀排气方向为直上或水平，燃烧时火苗成水平状，油舱或储气罐无恙。 绪论 1.1高速透气阀的应用及研究进展 1.1.3国内外研究进展 理论著作方面： 袁良行《油船用压力/真空阀的选择》 王民 《油气控制系统压力降和溢流计算的探讨》 潘德元和宋丽君《油船透气系统的设计》 施有才 《油船货油舱透气系统的设计及计算实 例 》 刘志勇《高速透气阀性能分析及测试系统设计 》 绪论 1.1高速透气阀的应用及研究进展 1.1.4研究意义及课题来源 课题来源：江苏省科技支撑项目：高速透气阀及关键设备研究（BE2008093） 研究意义：揭示透气阀排气过程的气体流动规律，为透气阀的结构优化提供理论依据。 建模与求解 1.结构与工作原理 建模与求解 结构与工作原理 1-真空阀 2-导流体 3-导轴 4-配重块 5-上磁铁槽（与阀杆固结） 6-下磁铁槽（固定在导流体上） 7-上阀体密封座 8-上阀体 9-三通下阀体 11-阀座 建模与求解 假设条件的提出： 把导流体部件和上真空阀块（包括配重块）的运动视作单自由度、单质点垂直上下的直线运动 气体流经气阀的流动，视为一元稳定等熵的理想气体流动（即理想气体在流动过程中与外界无热交换，摩擦影响很小可以忽略不计。不考虑压力的脉动（压力脉动即紊流中一点处压强随时间作随机变化的现象），忽略油粘力和一切摩擦力，在开启过程中忽略阀外的大气压力 气体流量系数为定值 因气体在瞬间进出阀口，故视气体的排气过程是绝热的 建模与求解 工况一：混合油气体积不变 根据能量守恒定律，在导流体开启过程中，在时间内有公斤气体流出阀腔，阀内气体减少的能量为： 气体的焓 ： 状态方程： 气体常数： 内能： 建模与求解 绝热指数： 通过阀隙的气体质量 ： 阀隙气体流速可由气体的一维等熵流动的伯努利方程算导出，在气阀内部，气体流速近似为0，u=0 建模与求解 ，分别为阀内气体和外界空气的密度；， 分别为阀内气体压力和阀门的开启压力， 是阀内气压与开启压力之差，设定在初始时刻，阀内气压初值为 分别为阀内和阀口的气体流速。 建模与求解 由于 所以，近似地认为 写成 建模与求解 综上所求，该工况下透气阀排气的数学模型为： 第一式用来计算压力；第二式用来计算流速和流量 （1）求压力： 将各个已知参数带入第一式: 建模与求解 其中开启压力 设 ，则原方程可以转化为 设定初始压力为18 所以初始条件 建模与求解 求解得 从而： （2）求风速： 建模与求解 （2）求风速 （3）求流量 建模与求解 建模与求解 工况二(混合气体体积变化) 根据能量守恒定律： 整理得 下面求出油舱体积分别为100和1000立方米，并且装油速度分别为 时的排气特性 （推导过程同工况一） 设定阀的开启压力 初始压力 建模与求解 工况二 油舱容积为100立方米时，得到混合气体的体积V取不同值时的结果如下： 将V代入能量守恒方程并代入已知参数得 建模与求解 工况2 设 代入上式并整理，得： 初始条件， 同理： 建模与求解 工况2 油舱容积为100立方米时，得到混合气体的体积V取不同值时的结果如下 建模与求解 工况2 为计算简便起见，上述式中a=1，用四阶龙格库塔算法求解得到如下各图： 建模 P-t图像 建模 U-t图像 建模 q-t图像 建模与求解 工况2 结论： 由以上对工况二的计算与分析可知： 一，上述等压力、等流速、等流量的排气过程时间长短与正常数a有关（即装油阶段时间的长短与装油的方式有关），容易证明，当a取不同值时，上述排气过程的时间长度变化，但是变化趋势是不变的，即：只存在极微小幅度的下降。同样可以视为压力、等流速、等流量的排气过程。 二，当装油过程停止，油舱和管道内的剩余气体不再继续受压缩，但透气阀不会立即关闭，排气过程也不会戛然而止，而是存在一个压力、流速、流量快速递减的过程，直至阀内气压降到透气阀设定的开启压力之下而使透气阀趋于关闭，这一压力、流速、流量快速递减的过程与油轮由于颠簸而导致透气阀开启的排气过程相似，即工况一所描述的情形。 实验与结果分析 1实验目的：验证所建立数学模型的合理性，并找出理论与实验的差距及原因，进而修正和完善数学模型 。 2实验器材：罗茨风机 ，高速透气阀，电动闸阀，压力传感器 ，温度传感器 ，双向流量计 ，流速传感器 等 3，实验原理 实验与结果分析 实验原理图 实验与结果分析 零部件列表： 实验与结果分析 试验步骤： 关闭阀门4、9，打开阀门1、10，启动罗茨风机2向气罐19充气，并通过仪器、仪表和画面监视系统观察系统的压力、流量、温度等参数的变化； 同时，开启计算机数据采集系统，记录流量、压力、温度、气流速度、排气阀芯位移等参数随时间变化的规律； 选定所要的测量区间，通过计算机系统分别给出：（1）流量-压力曲线，（2）流量-位移曲线，（3）压力位移曲线 实验与结果分析 4实验结果 实验与结果分析 结果分析： 结论：忽略实验系统振动和相关元器件碰撞反弹因素外，数学模型和实验图像在关键时刻的数值及变化趋势基本吻合，所以所建立的数学模型以及所提出的相关假设是合理的。 总结与展望 总结： 本文的主要工作如下： （1）针对透气阀两种常见的工况，分别提出了相应的假设条件和初始条件，进行建模与求解 （2）运用了罗茨风机和高速透气阀等试验设备进行了气体流动特性试验，验证数学模型的合理性。 （3）通过理论推理与实验检验相结合的方法得到了高速透气阀两种工况下的气体流动特性，并比较它们的异同及其影响因素 。 总结与展望 展望： （1）本文并未对排气过程导流器运动规律进行研究 （2透气阀的处于负压状态的进气过程的气体流动特性尚待完善
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