基于CFD技术的截止阀阻力特性分析

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1、2013年1月机床与液压Jan．2013第41卷第1期MACHINETOOL＆HYDRAULICSV01．41No．1DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．01．043基于CFD技术的截止阀阻力特性分析巴鹏，闰小楼，欧周华，张鹏飞(1。沈阳理工大学机械工程学院，辽宁沈阳110159；2．沈阳远大压缩机制造有限公司，辽宁沈阳110127)摘要：研究截止阀启闭过程中的阻力特性，建立阀门的相对开度与压力损失之间的数学模型，并借助计算流体动力学软件fluent，应用动网格技术对阀门的内部流场进行动态数值模拟。结果表明：理论值与模拟值之间的相对误差满足精度

2、要求，证明此数学模型在工程实用中的可行性，同时为截止阀及其他阀门的结构设计及优化提供理论参考。关键词：截止阀；相对开度；计算流体动力学；压力损失；数值模拟中图分类号：TH117．2文献标识码：A文章编号：1001—3881(2013)1—153—4AnalysisonResistanceCharacteristicofGlobeValveBasedonCFDTechnologyBAPeng，YANXiaolou，OUZhouhua．ZHANGPengfei(1．CollegeofMechanicalEngineering，UniversityofScienceandTechn

3、ologyShenyang，ShenyangLiaoning110159，China；2．ShenyangYuandaCompressorManufacturingChina，ShenyangLiaoning110127，China)Abstract：Theresistancecharacteristicoftheglobevalveintheprocessofopeningandclosingwasstudied．Amathematicalmod-elbetweentherelativeopeningdegreeoftheglobevalveandthepressurelo

4、sswasconstructed．ThedynamicdtechnologyofFLU—ENTwasusedtosimulatetheinternalflowfieldofthevalve．Theresultsshowthattherelativeerrl0rbetweentheoreticalcalculationandnumericalsimulationsatisfiestheaccuracyrequirement，andthefeasibilityofthemathematicalmodelintheengineeringpracticeisproved．Itprov

5、idestheoreticalreferencesforthestructuredesignandoptimizationofglobevalveorothervalves．Keywords：Globevalve；Relativeopeningdegree；Computationalfluiddynamics；Pressureloss；Numericalsimulation阀门作为管路系统中的一个重要部件，同时也1结构模型是产生能量损耗的主要元件，在设计过程中不应只1．1物理模型注重阀门的结构型态而忽视其流态特性。当流体通图1为J41H型截止阀，该过阀道时产生诸如旋涡、水锤、

6、死水区、二次流等阀的启闭件是塞形的阀瓣，密水流现象，这些现象是影响阀道局部压力损失的主封面呈平面或锥面，阀瓣沿阀要因素⋯。通过分析阀门通径、流量系数、流速、座的中心线作直线运动。阀体阻力系数等参数之间的关系，对截止阀流道的流场的公称通径为DN32，采用不锈特点和阻力特性进行研究，得出其相对开度与压力钢材料制成。根据其结构尺寸损失之间的函数关系，能够更好地了解截止阀的能参数，同时考虑到实际数值模耗情况，同时为阀门的结构设计与优化提供有效的拟的可行性，对模型进行合理理论依据。的简化，绘制出用于CFD分析图1J41H型截止阀FLUENT的软件设计基于CFD软件群的思想，的二维模型，

7、如图2所示。针对各种复杂流动的物理现象，采用不同的离散格l一油液进口式和数值方法，在特定领域内使计算速度、稳定性2m流体区域和精度等方面达到最佳组合，从而高效率地解决3一阀瓣4一壁面各个领域复杂流动问题的计算。基于计算流体力学5一油液出口理论，利用该软件对流体流经不同开度截止阀时的流场进行模拟，克服了阀门的几何特征较复杂、很图2截止阀模型难掌握其内部流态等特点，使研究结果可视、直观针对XYZ一100、XYZ一125稀油站系统，使用N150化。收稿日期：2011—12—14作者简介：巴鹏(1963一)，男