一种新型电动球阀数值模拟和实验的研究

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1、浙江大学硕士毕业论文流律i程研究所摘要本文创新设计了一种具有等百分流量调节特性的新型电动球阀产品几何模型，并对这类调节球阀产品模型在不同阀芯开度下的三维湍流流动进行了大量的数值模拟。数值模拟采用RNGk一占湍流模型和非结构化网格的SIMPLE计算方法，对所设计的调节球阀产品模型在不同阀芯开度下的数值计算，获得了阀门标称流量系数(Jr。)与阀门相对开度口阃的关系，即阀门流量调节特性。通过对数值结果的分析及阀芯型线优化后，得到了一种在普通电动两通球阀一端直接装配流孔实现调节型特性的电动球阀，该球阀具有十分理想的等百分比流量特性。为了修

2、正调节球阀阀芯通流孔的计算出流系数，论文还专门对标准孔板进行了三维湍流流动的数值模拟。论文还专门设计制作了阀门特性试验装置，对设计得到的调节球阀产品模型进行实验研究，获得了阀门实验标称流量系数(K，。)与实验相对开度(口)的调节特性关系。同时，为了比较本论文设计球阀与目前调节球阀通用产品的流量特性，本文同时对同通径规格的两种某著名进口品牌的电动调节球阀产品进行了实验测试。数值计算和实验研究对比结果表明：利用CFD技术进行调节阀模型的内流优化设计和预测分析方法是行之有效的，论文采用流体力学数值模拟和实验研究相结合的研发设计方法，得到

3、了一种具有理想等百分比调节特性的新型调节球阀，设计模型的流量特性符合初始的等百分比流量特性公式，这种新型调节球阀产品完全可以应用到工程实际当中。关键词：调节球阀流量特性数值计算实验研究节能HVAC浙江大学硕士毕业论文流体工程研究所AbstractAsortofball-valvewithcontrolcharacterofidenticalpercentageweredesignedinnovatively．Andagreatamountofnumericalsimulationofthree-dimensionalturbule

4、ntflowunderdifferentvalve-trim-partpositionwereperformedonthesemodels．TheRNG七一sturbulencemodelandSlMPLEschemebasedonunstructuredgridsystemwasadoptedinnumericalsimulation．Therelationsbetweennominalflowcoefficient(‰)andrelativevalveopeningangle(#)wereobtainedbysimulatin

5、gtheturbulentflowunderdifferentvalveopeningangle，thatistheflowcharacterofthevalve．Byanalyzingthenumericalsimulationresultsandoptimizingthemoldedlineofvalve-trim-part，wegotasortofcontrolball—valve，whichisconstitutedbynormalballvalveandvalveplateorifice，andthevalvehavei

6、dealflowcharacterofidenticalpercentage．Aimingtocorrecttheoutflowcoefficientofvalve-trim—partorifice，thenumencalsimulationofthethree—dimensionaIturbulentflowwascardedoutonthestandardporeplate．Inexperimentalinvestigation，wespeciallydesignedasetequippedwithhighsensitives

7、ampled-datasystem。andalsogottherelationsbetweenexperimentalnominalflowcoefficient(如)andrelativevalveopening(口)．Meanwhile，wealsostudytheflowcontrolcharacterofseveralproductwiththesamefunctionontheexperimentaltest-bed．Thenumericalandexperimentalresultsshowthat：It'sfeasi

8、bletodesignandoptimizethecontrolvalvebythree-dimensionalCFDnumericalsimulation；Moreover，thenewsortofcontrolball-valvedesigne