這是江蘇大學(xué)畢業(yè)答辯ppt，包括了緒論，透氣閥開啟過程的建模與求解，實驗與結(jié)果分析，全文總結(jié)與展望，致謝等內(nèi)容，歡迎點擊下載。

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緒 論 1.1高速透氣閥的應(yīng)用及研究進(jìn)展 1.1.1應(yīng)用背景 緒 論 1.1高速透氣閥的應(yīng)用及研究進(jìn)展 1.1.1應(yīng)用背景 主要應(yīng)用在化學(xué)品、液化天然氣和石油氣船舶上的液貨艙上，近年來，在石油制品、天然氣和液化石油氣的儲氣設(shè)備和化工設(shè)備上也被廣泛采用。 緒論 1.1高速透氣閥的應(yīng)用及研究進(jìn)展 緒論 1.1高速透氣閥的應(yīng)用及研究進(jìn)展 1.1.2主要功能 緒論 1.1高速透氣閥的應(yīng)用及研究進(jìn)展 1.1.3國內(nèi)外研究進(jìn)展 （1）國內(nèi)外產(chǎn)品生產(chǎn)廠家 緒論 1.1高速透氣閥的應(yīng)用及研究進(jìn)展 1.1.3國內(nèi)外研究進(jìn)展 （1）國內(nèi)外產(chǎn)品生產(chǎn)廠家 緒論 1.1高速透氣閥的應(yīng)用及研究進(jìn)展 1.1.3國內(nèi)外研究進(jìn)展 其中，CF型透氣閥采用永磁力來控制托盤顫振。這種型號的透氣閥開啟時，只有系統(tǒng)壓力穩(wěn)定地達(dá)到設(shè)定的開啟壓力時，閥門才會開啟，并通過降低管徑來解決如何降低航程中的蒸汽損失的問題，被認(rèn)為是目前世界上最先進(jìn)的高速透氣閥。 緒論 緒論 緒論陳國民，杜振華，楊繼平 緒論 1.1高速透氣閥的應(yīng)用及研究進(jìn)展 1.1.3國內(nèi)外研究進(jìn)展 設(shè)計者通過實驗證明：透氣閥改進(jìn)前的排氣方向向下，當(dāng)排氣口燃燒時，由于巨大的熱量作用在透氣閥附近的燃燒區(qū)，容易做成油艙或儲氣罐局部過熱而釀成事故；改進(jìn)后的透氣閥排氣方向為直上或水平，燃燒時火苗成水平狀，油艙或儲氣罐無恙。 緒論 1.1高速透氣閥的應(yīng)用及研究進(jìn)展 1.1.3國內(nèi)外研究進(jìn)展 理論著作方面： 袁良行《油船用壓力/真空閥的選擇》 王民 《油氣控制系統(tǒng)壓力降和溢流計算的探討》 潘德元和宋麗君《油船透氣系統(tǒng)的設(shè)計》 施有才 《油船貨油艙透氣系統(tǒng)的設(shè)計及計算實 例 》 劉志勇《高速透氣閥性能分析及測試系統(tǒng)設(shè)計 》 緒論 1.1高速透氣閥的應(yīng)用及研究進(jìn)展 1.1.4研究意義及課題來源 課題來源：江蘇省科技支撐項目：高速透氣閥及關(guān)鍵設(shè)備研究（BE2008093） 研究意義：揭示透氣閥排氣過程的氣體流動規(guī)律，為透氣閥的結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供理論依據(jù)。 建模與求解 1.結(jié)構(gòu)與工作原理 建模與求解 結(jié)構(gòu)與工作原理 1-真空閥 2-導(dǎo)流體 3-導(dǎo)軸 4-配重塊 5-上磁鐵槽（與閥桿固結(jié)） 6-下磁鐵槽（固定在導(dǎo)流體上） 7-上閥體密封座 8-上閥體 9-三通下閥體 11-閥座 建模與求解 假設(shè)條件的提出： 把導(dǎo)流體部件和上真空閥塊（包括配重塊）的運動視作單自由度、單質(zhì)點垂直上下的直線運動 氣體流經(jīng)氣閥的流動，視為一元穩(wěn)定等熵的理想氣體流動（即理想氣體在流動過程中與外界無熱交換，摩擦影響很小可以忽略不計。不考慮壓力的脈動（壓力脈動即紊流中一點處壓強隨時間作隨機變化的現(xiàn)象），忽略油粘力和一切摩擦力，在開啟過程中忽略閥外的大氣壓力 氣體流量系數(shù)為定值 因氣體在瞬間進(jìn)出閥口，故視氣體的排氣過程是絕熱的 建模與求解 工況一：混合油氣體積不變 根據(jù)能量守恒定律，在導(dǎo)流體開啟過程中，在時間內(nèi)有公斤氣體流出閥腔，閥內(nèi)氣體減少的能量為： 氣體的焓 ： 狀態(tài)方程： 氣體常數(shù)： 內(nèi)能： 建模與求解 絕熱指數(shù)： 通過閥隙的氣體質(zhì)量 ： 閥隙氣體流速可由氣體的一維等熵流動的伯努利方程算導(dǎo)出，在氣閥內(nèi)部，氣體流速近似為0，u=0 建模與求解 ，分別為閥內(nèi)氣體和外界空氣的密度；， 分別為閥內(nèi)氣體壓力和閥門的開啟壓力， 是閥內(nèi)氣壓與開啟壓力之差，設(shè)定在初始時刻，閥內(nèi)氣壓初值為 分別為閥內(nèi)和閥口的氣體流速。 建模與求解 由于 所以，近似地認(rèn)為 寫成 建模與求解 綜上所求，該工況下透氣閥排氣的數(shù)學(xué)模型為： 第一式用來計算壓力；第二式用來計算流速和流量 （1）求壓力： 將各個已知參數(shù)帶入第一式: 建模與求解 其中開啟壓力 設(shè) ，則原方程可以轉(zhuǎn)化為 設(shè)定初始壓力為18 所以初始條件 建模與求解 求解得 從而： （2）求風(fēng)速： 建模與求解 （2）求風(fēng)速 （3）求流量 建模與求解 建模與求解 工況二(混合氣體體積變化) 根據(jù)能量守恒定律： 整理得 下面求出油艙體積分別為100和1000立方米，并且裝油速度分別為 時的排氣特性 （推導(dǎo)過程同工況一） 設(shè)定閥的開啟壓力 初始壓力 建模與求解 工況二 油艙容積為100立方米時，得到混合氣體的體積V取不同值時的結(jié)果如下： 將V代入能量守恒方程并代入已知參數(shù)得 建模與求解 工況2 設(shè) 代入上式并整理，得： 初始條件， 同理： 建模與求解 工況2 油艙容積為100立方米時，得到混合氣體的體積V取不同值時的結(jié)果如下 建模與求解 工況2 為計算簡便起見，上述式中a=1，用四階龍格庫塔算法求解得到如下各圖： 建模 P-t圖像 建模 U-t圖像 建模 q-t圖像 建模與求解 工況2 結(jié)論： 由以上對工況二的計算與分析可知： 一，上述等壓力、等流速、等流量的排氣過程時間長短與正常數(shù)a有關(guān)（即裝油階段時間的長短與裝油的方式有關(guān)），容易證明，當(dāng)a取不同值時，上述排氣過程的時間長度變化，但是變化趨勢是不變的，即：只存在極微小幅度的下降。同樣可以視為壓力、等流速、等流量的排氣過程。 二，當(dāng)裝油過程停止，油艙和管道內(nèi)的剩余氣體不再繼續(xù)受壓縮，但透氣閥不會立即關(guān)閉，排氣過程也不會戛然而止，而是存在一個壓力、流速、流量快速遞減的過程，直至閥內(nèi)氣壓降到透氣閥設(shè)定的開啟壓力之下而使透氣閥趨于關(guān)閉，這一壓力、流速、流量快速遞減的過程與油輪由于顛簸而導(dǎo)致透氣閥開啟的排氣過程相似，即工況一所描述的情形。 實驗與結(jié)果分析 1實驗?zāi)康模候炞C所建立數(shù)學(xué)模型的合理性，并找出理論與實驗的差距及原因，進(jìn)而修正和完善數(shù)學(xué)模型 。 2實驗器材：羅茨風(fēng)機 ，高速透氣閥，電動閘閥，壓力傳感器 ，溫度傳感器 ，雙向流量計 ，流速傳感器 等 3，實驗原理 實驗與結(jié)果分析 實驗原理圖 實驗與結(jié)果分析 零部件列表： 實驗與結(jié)果分析 試驗步驟： 關(guān)閉閥門4、9，打開閥門1、10，啟動羅茨風(fēng)機2向氣罐19充氣，并通過儀器、儀表和畫面監(jiān)視系統(tǒng)觀察系統(tǒng)的壓力、流量、溫度等參數(shù)的變化； 同時，開啟計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，記錄流量、壓力、溫度、氣流速度、排氣閥芯位移等參數(shù)隨時間變化的規(guī)律； 選定所要的測量區(qū)間，通過計算機系統(tǒng)分別給出：（1）流量-壓力曲線，（2）流量-位移曲線，（3）壓力位移曲線 實驗與結(jié)果分析 4實驗結(jié)果 實驗與結(jié)果分析 結(jié)果分析： 結(jié)論：忽略實驗系統(tǒng)振動和相關(guān)元器件碰撞反彈因素外，數(shù)學(xué)模型和實驗圖像在關(guān)鍵時刻的數(shù)值及變化趨勢基本吻合，所以所建立的數(shù)學(xué)模型以及所提出的相關(guān)假設(shè)是合理的。 總結(jié)與展望 總結(jié)： 本文的主要工作如下： （1）針對透氣閥兩種常見的工況，分別提出了相應(yīng)的假設(shè)條件和初始條件，進(jìn)行建模與求解 （2）運用了羅茨風(fēng)機和高速透氣閥等試驗設(shè)備進(jìn)行了氣體流動特性試驗，驗證數(shù)學(xué)模型的合理性。 （3）通過理論推理與實驗檢驗相結(jié)合的方法得到了高速透氣閥兩種工況下的氣體流動特性，并比較它們的異同及其影響因素 。 總結(jié)與展望 展望： （1）本文并未對排氣過程導(dǎo)流器運動規(guī)律進(jìn)行研究 （2透氣閥的處于負(fù)壓狀態(tài)的進(jìn)氣過程的氣體流動特性尚待完善Mpk紅軟基地