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雙金屬組件熱動力元件受力分析
點擊次數(shù)：629 發(fā)布時間：2015-8-2
雙金屬組件熱動力元件受力分析
建立熱推力 F 與撓度 f 的數(shù)學(xué)模型
首先假設(shè)：（1）把雙金屬片看成一剛性簡支梁；（2）忽略變形對其剪力的影響（則用中性層曲率表示的彎曲變形公式也可用于一般非純彎曲）。
圖 2
則如圖 2 所示雙金屬片產(chǎn)生了一定的彎曲變形，設(shè)中心處垂直方向上的變形量為 f，任一點 x 處的彎矩與撓度的關(guān)系為：
式中：
D——雙金屬片內(nèi)徑（m）；
E——雙金屬片彈性模量（Pa）；
l——雙金屬片截面的極慣性鉅（m4）；
F——一片雙金屬片產(chǎn)生的熱推力（N）；
f——雙金屬片中心處垂直方向上的變形量（m）；
x——雙金屬片上任一點到其邊緣的距離（m）。
由于 df/dx 的值遠(yuǎn)小于 1，略去后積分并令：
由于本研究的是如圖 3 所示的環(huán)形雙金屬片，則：
圖 3
2.2 計算熱推力
又有關(guān)系式：
則：一組金屬片的熱推力為：
除去凝結(jié)水作用在金屬片上的壓力后的熱推力為：
概述
蒸汽作為重要的二次能源，在眾多工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。蒸汽系統(tǒng)消耗煤占產(chǎn)量的 1/3，已成為能源消耗的重要領(lǐng)域。蒸汽疏水閥則是保障蒸汽系統(tǒng)正常工作、凝結(jié)水回收利用、節(jié)約能源的重要自力式控制類閥門。常見的蒸汽疏水閥根據(jù)原理可分為機(jī)械型、熱靜力型和熱動力型。熱靜力型疏水閥實質(zhì)上是一種自力式溫度控制閥，可以通過調(diào)節(jié)排放一定的過冷和過熱度的凝結(jié)水與蒸汽，節(jié)能*，在不同場合得到應(yīng)用。
雙金屬型疏水閥是上世紀(jì)五十年代中期興起的，目前仍然是世界范圍內(nèi)熱靜力型疏水閥的zui主要產(chǎn)品。它是利用兩種溫度膨脹系數(shù)相差很大的雙金屬組件作為閥門的熱動力元件，雙金屬組件根據(jù)蒸汽系統(tǒng)溫度和壓力的不同，可在不同介質(zhì)溫度中產(chǎn)生不同的變形并產(chǎn)生推力（或拉力），控制閥芯的開、閉，起到阻汽排水作用。利用該基本原理，不同廠家開發(fā)了形形色色的雙金屬片組件，常見的有圓盤型、懸臂梁型、簡支梁型、星型等。本文主要探討了圓盤型雙金屬片式蒸汽疏水閥雙金屬片組件針對不同工況的設(shè)計問題，以期為雙金屬片式蒸汽疏水閥的設(shè)計與開發(fā)提供理論依據(jù)和參考。