高温闸阀介质流态分析.pdf

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1、秦皇岛秦冶重工有限公司(河北066318)李会珠【摘要】分析耐高温闸阀在相同通径、不同流体通道结构下的介质流态，最终确定在高温介质下哪种通道结构最优。【关键词】闸阀流态分析高温一、前言高温闸阀广泛应用于工业领域，用于截断高温气体介质。目前此类阀门广泛应用的有四种口径形式。针对不同流体通道结构的阀门，对其经过高温热风时的流态进行了分析，依此选择对阀门中构件破坏最小的结构，延长阀门的使用寿命。=、问题的提出在阀门设计及生产应用中，同时有如图l所示的四种相同通径不同流体通道结构的高温闸阀存在，究竟哪一种流体通道结构的阀门

2、更实用及寿命更长?针对以上问题运用ANSYSCFX软件，根据边界条件做了以下分析：对比分析四种流体通道结构的热风阀在刚打开时和全开时热风对阀板下部的冲刷作用；对比分析结构1和结构3在相同工况下的压力损失；对比分析结构1、结构3和结构4在相同压差下的流量大小。三，模拟计算及结果分析1．阀刚打开时热风对阀板下部冲刷作用对比分析取四种结构在200mm开度下的流道模型进行流场模拟计算，对比分析阀刚打开时热风对阀板下部冲刷a)结构(b)结构2(C)结构3(d)结构4图1四种流体通道结构热风阀的二维图作用。分别将四种结构在20

3、0mm开度下的流道网格模型导入ANSYSCFX中，根据提供的工况设置边界条件(压差0．01MPa)，通过模拟计算得到阀刚打开时四种2017年黼熙ety用jx竺co麓m47第4期umv．．．tIM州G胁材叭规"缫矿砑金函冶撕、G帆冶金／矿山通用机械IGl，jn．Uetallurgical&1lim，lndu～tl。rI

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5、{1一刹竺妻耋0J(b)速度流线圈图2结构1速度分布云图及速度流线图_：慧．*。。。000(a)速度分布云图．／易i【b】趣』譬流线H图3结构2速度分布云图及速度流线图由图2可知，200mm开度时，

6、结构I流道对称面上的最大风速分布在阀板下部两侧的缝隙中，最大冲刷速度为89．4m／s。由图3可知，200mm开度时，结构2流道对称面上的最大风速分布在阀板后端出口处，最大冲刷速度为76．5m／s。由图4可知，200mm开度时，结构3流道对称面上的最大风速分布在阀板正下方靠近入121处，最大冲刷速度为79．7m／s。由图5可知，200mm开度时，结构4流道对称面上48黑器然：Ⅲ铺期的最大风速为91．1m／s，分布在阀板下方靠近入口处，方向为斜向下约45。，即该速度并非直接冲刷阀板的速度，实际的最大冲刷速度分布在阀板前

7、端面的下部，大小为72．9m／s。I‘15驰。’OOt_：竺o+。。。ooo(a)速度分布云图(b)速度流线H图4结构3速度分布云图及速度流线图隰H些蠊1130*ooo三T_：～．。。。■燧㈠篇(b)速度流线图图5结构4速度分布云图及速度流线图将分析得到的数据整理见表1。表1阀板开启200mm时热风对阀板的冲刷速度对比I孺。Ej匿闰1'34_烈5趋一猕舵明日89．476．579．7729■目啊由以上分析结果可知，在阀门开启瞬间，结构4对阀板下部冲刷最小。2．全开时阀板下部冲刷对比取四种流体通道结构的阀门在阀板全开状

8、态下的流道模型进行流场模拟计算，对比分析热风对阀板下部冲刷作用。分别将四种结构在全开下的流道网格模型导入ANSYSCFx中，根据提供的工况设置边界条件，通过模拟计算得到阀全开时四种结构热风阀流道对称面上的速度分布云图及速度流线图如图6一图9所示。蹴乳一：鬻J‘1¨1P}Oa2iloSSSa)速度分布云图(b)述度流线图图6结构1速度分布云图及速度流线图鬻嚣‰一：篓竺；111。8e+002I：黧：器ms“1la)速度分布云图_‘ii；；i；iii■一，二=：苫暑詈誊妻譬(b)速度流线图图7结构2速度分布云图及速度流线

9、图冶金／矿山通用机械GM、6，Win．1letallur／,i【·Ⅱ『&Hinehulustt‘11l由图6可知，阀全开时，结构1流道对称面上的最大风速为130m／s，阀板附近的最大速度为26m／s，即最大冲刷速度为26m／s。由图7可知，阀全开时，结构2流道对称面上的最大风速为150m／s，阀板附近的最大速度为30m／s，即最大冲刷速度为30m／s。(a)速度分布云图菇畜爵≤蔷蓄蓄皇．一’o·i吾-萄iii毒i二。======量宴=====量(b)速度流线图图8结构3速度分布云图及速度流线图v■∞时I：：：戮11

10、122e+∞2}9821e*001■1．40*001IOOooe+000V●bW一11～“l}'072et∞2_11341eo。2【ms“'Ja)速度分布云图fb】】生1竖流线例图9结构4速度分布云图及速度流线图由图8可知，阀全开时，结构3流道对称面上的最大风速为130m／s，阀板附近的最大速度为26m／s，即最大冲刷速度为26m／s。由图9可知，阀全开时，