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《膜片稳压溢流阀的瞬态数值模拟方法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、2007年第2期阀门—23—文章编号:100225855(2007)0220023203膜片稳压溢流阀的瞬态数值模拟方法研究张慢来,冯进,黄天成,张琴(长江大学机械工程学院,湖北荆州434023)摘要论述了计算流体动力学(CFD)分析中生成动态网格的主要技术,并应用在稳压膜片溢流阀瞬态CFD动态网格的划分和计算,保证了模拟的不失真,从而较好地解决了由于阀瓣运动所导致计算区域瞬时变化的问题。通过与实测值的比较,验证了CFD数值模拟在分析和预测溢流阀特性上的可行性。关键词计算流体动力学;溢流阀;动态网格中图分类号:TB115文献标识码:
2、AAstudyonthetransientnumericalsimulationofdiaphragmovervalveZHANGMan2lai,FENGJin,HUANGTian2cheng,ZHANGQin(CollegeofMechanicalEngineering,YangtzeUniversity,Jingzhou.434023,China)Abstract:ByusingComputationalFluidDynamics(CFD),theworkingprocessofdiaphragmovervalveistrans
3、ientlysimulated,andthetechniqueofdynamicmeshintheCFDtransientanalysisisana2lyzed.Inordertomakethecomputermodeladaptive,relevantdynamicmesheswhicharecreatedorsuspenderaccordingtothemoveofvalveclackareadoptedtoupdatetheCFDmodelineverytimestep.Comparedwiththeexperimentdat
4、a,thesimulationdatashowstheCFDsimulationisfeasibleinpredictionandanalysisontheperformanceofdiaphragmovervalve,whichalsoindicatesthatCFDcanbeastrongtoolforustostudythehydrodynamiccharacteristicsofdiagphragmovervalve.Keywords:CFD;floodingvalve;dynamicmesh1概述动,弹簧力增大,在新的位置
5、达到力的平衡。膜片稳压溢流阀是气动控制系统及稀油润滑系统中的重要装置,用于保证系统中压力及流量的稳定,从而避免事故工况下系统超压带来的损害。本文主要针对膜片稳压溢流阀的工作过程进行CFD动态模拟,研究阀瓣运动使流场区域变化而导致计算网格的生成或消亡,同时对不同阀前静压力作用下阀内流场情况以及开度大小进行分析。2阀瓣受力分析膜片稳压溢流阀主要由阀瓣、阀套、阀座、阀体、膜片、弹簧和托盘等组成(图1)。工作介质从下腔经过阀瓣上的通孔进入阀瓣上腔,再经过阀11调压螺钉21弹簧31膜盒41膜片51阀杆61阀瓣杆上的环形孔进入膜盒作用在膜片的下
6、端面,并与〔1〕图1膜片稳压溢流阀工作原理膜片上端面的弹簧压力相平衡。当阀前静压力膜片稳压溢流阀动作过程实际上是力的平衡过较小时,作用在膜片下端的升力小于弹簧预压力,程。对膜片稳压溢流阀开启、关闭过程进行三维动阀门关闭。当入口压力过大时,向上的升力大于弹态模拟,首先要分析阀瓣的受力情况,主要是确定簧预压力,膜片和阀瓣通过阀杆带动同时向上运作者简介:张慢来,(1979-),男,广东汕尾人,助教,从事流体机械教学及研究工作。—24—阀门2007年第2期临界开启压力和开启后压力的大小。标准壁面函数确定固壁附近流体流动。运用N-S211临界
7、开启压力控制方程(RANS)配合标准k-ε湍流模型对溢-5设流量为额定流量的1%时的压力为开启压力流阀内流场进行瞬态数值模拟,时间步长为10,PK,由图1可知,作用在阀瓣上的力平衡方程有采用了SEGREGATED算法,并用SIMPLEC方法PK(A+A1-A2)=Ky0+G+Fb实现压力-速度的耦合。Ky0+G+Fb312动态网格的生成PK=A+A1-A2由于阀瓣在运动过程中,某一瞬时所处位置不式中PK———临界开启压力,MPa同,计算区域随之发生变化,因而引起内部流场变2A———膜片的有效面积,mm化。因此必须采用动态网格对计算模
8、型进行划分才K———弹簧刚度(K=187991),N/m能保证溢流阀瞬态数值模拟结果的可靠性。目前瞬y0———弹簧预压缩长度,mm态模拟中的动态网格划分主要有弹性平滑(SpringG———阀瓣、膜片和弹簧等的质量,kg-BaseSmo
