基于CFD技术的截止阀启闭时流场动态模拟.pdf

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1、2010年7月润滑与密封July2010第35卷第7期LUBRICATIONENGINEERINGV01．35No．7DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2010．07．021基于CFD技术的截止阀启闭时流场动态模拟巴鹏邹长星张秀绗(沈阳理工大学机械工程学院辽宁沈阳210802)摘要：针对XYZ—100型稀油站所使用的J41H截止阀工作状态下流场特点，采用计算流体动力学(CFD)的方法对截止阀的流动情况进行动态数值计算，模拟出截止阀阀盘开启和闭合过程中阀体内部的速度、压力分布和压头损失。结果表明，CFD模

2、拟阀体压头损失值和利用理论计算的阀体压头损失值吻合较好，通过CFD技术在模拟截止阀启闭过程中动态流动状况的应用，能够确定流体通过阀道时所产生的漩涡、水锤和死水区等水流状况，为阀道结构优化提供理论依据。关键词：稀油站；截止阀；计算流体动力学；数值模拟中图分类号：TH117．2文献标识码：A文章编号：0254—0150(2010)7—080—6DynamicSimulationofFlowFieldWhenStop．valveOpeningorClosingBasedonCFDBaPengZouChangxingZhangXiuh

3、ang(CollegeofMechanicalEngineering，UniversityofScienceandTechnologyShenyang，ShenyangLiaoning210802，China)Abstract：ConsiderringflowfieldfeaturesofJ41HstopvalveofXYZ一1001ubricantmachineintheworkingstate，theflowsituationofstopvalvewassimulatedusingCFDmethod．Theparamete

4、rsofvelocity，pressureandpressurehead—lossWasgiv-enwhenstopvalveopeningandclosing．Theresultsshowthatthepressurehead—lossvaluesofCFDsimulationisingoodagreementwiththoseoftheoreticalcalculations，flowphenomenonsuchaswhirlpool，waterhammerandstagnantwaterzonescanbeobserve

5、dfromtheCFDanalysisresults，whichprovidesatheoreticalbasisforvalvesstructureoptimization．Keywords：lubricantmachine；stopvalve；computationalfluiddynamics；numericalsimulation阀门在现代工业的各个部门中有着广泛的应用，N150流经截止阀时，会产生漩涡、气穴、水锤和死是工业系统中不可缺少的主要设备之一。截止阀是水区等水流现象，这些现象严重影响和危害管道的工XYZ一10

6、0型稀油站管路系统中的重要液压元件，一况，产生振动、噪声和水头损失。目前对阀门流动特个XYZ一100型稀油站有多达18个截止阀。随着科性的研究尚未引起足够的重视，基本上还是依据传统学技术的高速发展，截止阀作为通用机械产品已面临设计方法和经验设计产品，不注重对阀道中的压头损各种挑战，国内20世纪80年代的截止阀产品结构已失的研究。不能满足现代工业日新月异变化的要求，国外已出现计算流体动力学(ComputationalFluidDynamicss，了许多结构先进、新颖的产品，国内市场对截止阀的CFD)技术，可通过计算机数值计算和图

7、像显示，对结构特点也提出了许多新的要求。为了适应高参数、包含有流体流动和热传导等相关物理现象的系统进行高性能的工业输送系统的要求，开发和研制截止阀新分析。本文作者采用CFD技术模拟截止阀阀道里阀产品和有特色的截止阀新结构势在必行。盘启闭过程中液流状态，得出阀体内压力图像分布云XYZ一100型稀油站管路系统使用工作介质是图、速度图像分布云图以及能量损失数值，为降低水N150机械油，当运动黏度为1．4×10mm／s的头损失设计和阀道结构优化提供理论依据。1结构模型1．1物理模型收稿日期：2009—12—30图1所示为在XYZ一10

8、0型稀油站中使用的J41H作者简介：巴鹏(I963一)，男，硕士，教授，硕士研究生导师，主要研究方向为往复式压缩机动力系统研究和结构设计、型截止阀的剖面图。其结构特点为手轮驱动、法兰连设备润滑系统分析研究和新型油水分离设备的研制等．E—mail：接、锲式明杆单闸板结构；阀体的