截止止回阀流动优化仿真分析研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com12一■论文广场石油和化工设备一2015年第18卷截止止回阀流动优化仿真分析研究李华良，张鹏，万攀。，余蓓(1．中国船舶重工集团公司第七一九研究所，湖北武汉430064)(2．武汉工程大学机电工程学院，湖北武汉430074)[摘要]阀门的内部流道结构影响着过阀流体的流动性能，同时也是产生能耗的主要部位之一。研究阀门的水动力特性和减少流体流过阀道时的局部水头损失、降低所引起的脉动噪声具有重要意义。随着计算机硬件以及cFD技术的迅速发展，CFD数值模拟的优越性愈发明显，数值模拟可详细地显示阀门的内部流场，研究成本低、周期短、便于优化设计

2、。本文以截止止回阀为研究对象，在对原型仿真分析的基础上提出了优化设计方案并对优化方案的水动力性能进行分析和研究。研究结果表明优化设计方案在速度突变、压力梯度方面得到了良好改善，阀门总受力减小，且基本消除了二次流的存在。[关键词]截止止回阀；计算流体力学；水动力特性；改进；研究随着科技的发展和社会的进步，管道运输在行模拟。社会经济发展中的作用愈发重要，阀门是管道运连续性方程：输的重要控件，同时也是管道运输过程中产生能耗的主要元件，当流体通过阀道时，会产生诸如署+)=o(1)旋涡、二次流等水流现象，这些现象是影响阀道运动方程：局部水头损失的主要因素[1】。近年来随着计算机

3、技术和计算流体动力学理论的发展，计算流体动力pc+tl—j+若，+苦c∥若一，学(ComputationalFluidDynamics，CFD)技术得到了广泛应用，其可被利用于模拟阀门阀道内阀盘(2)启闭过程中液流状态[2】，阀体内压力分布图分析阀RANS方程：门压力平衡状况】、速度分布图以及能量损失数值，同时也可与多种实验仪器如粒子成像流速仪警8t+8x一毒8x，+参x{＼＼x+ax38x7]＼}(PIV)相结合来研究阀门的水动力特性H]，它能够详尽地显示出阀道的内部流场情况J，为降低水+(_J头损失设计和阀道结构的优化改造提供依据。袁新明、贺治国【6等采用数值方法

4、对截止阀流动特2结构模型性进行了一系列研究。本文采用CFD技术，对截如图1所示，本文采用国标船用法兰铸铁截止止止回阀在Re=3e和Re=6e的运行条件下的三维流止回阀A1010O，可简单地将阀门分为进口、出口场特性进行了数值模拟分析和研究，在保证数值和具有流量调节作用的阀芯运动部分，结构尺寸模拟结果准确可信的条件下，分析了影响截止止如表1。回阀性能特性的主要因素，提出了截止止回阀阀表1截止止回阀A10100主要参数体流道结构的改进方案，采用CFD技术分析了其压力／MPal通径／mm流动特性，证实了改进设计方案的可行性和可信1I100性。尺寸／mml重量／1控制方程和湍

5、流模型1986年Orszag和Yakhot推导出RNGK一￡紊流模型，并于l992年进行了改进。鉴于RNG作者简介：李华良(1977一)，男，四川资阳人，工程硕士，K．e的模型特点，本文应用此模型对阀门流场进高级工程师。主要从事船舶总体与结构方向研究。学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com