新型铰接式单向阀流场数值模拟分析.pdf

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1、2010年第38卷第6期流体机械25文章编号：1005---0329(2010)06—0025—04新型铰接式单向阀流场数值模拟分析张金海，郑水华，邓鸿英，寿涛(1．浙江工业大学，浙江杭州310014；2．中国空分设备有限公司，浙江杭州310011)摘要：提出了一种新型铰接式单向阀，阐述了其工作原理；建立了新型铰接式单向阀数学模型，在给定进口阀的边界条件下，利用CFD软件Fluent6．1对进口单向阀开启过程中的流场进行了数值模拟；得到了进口单向阀不同开度下的阀板前后部流体压力及速度变化规律，将为汽动冷凝液输送泵用低流阻、高汽蚀性能单向阀选型及结构优化设计提供参考。关键词：铰接式单向阀

2、；CFD；数值模拟中图分类号：TH730文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1005—0329．2010．06．006NumericalSimulationoftheNewHingeTypeCone-wayValveZHANGJin—hai，ZHENGShui—hua，DENGHong—ying，SHOUTaoZhejiangUniversityofTechnology，Hangzhou310014，China；2．ChinaNationalAirSeparationPlantCo．，Ltd．，Hangzhou310011，China)Abstract：Akindofn

3、ewhingetypecone—wayvalveisproposedandtheprincipleofitsworkisexpounded．Themodelofthenewtypecone—wayvalveisestablished．Becausetheboundaryconditionofthenewtypecone—wayvalveisgiven，thenumericalsimulationoftheflowfieldisdonedependingonCFDsoftwareFluent6．1．Thechangeruleofthefluidpressureandthespeedisg

4、ot．Thereferenceforsubsequentdesignisprovided．Keywords：thehingetypecone—wayvalve；CFD；numericalsimulation1前言阀属于一种全新结构，目前尚无相关的理论及设计方法可以借鉴。因此探寻铰接式单向阀工作过汽动冷凝液输送泵属于容积式往复泵，单向程中的流动状况及水力损失，为低流阻、高汽蚀性阀是往复泵实现输送介质的关键元件。目前容积能单向阀选型及结构优化设计提供参考，具有重式往复泵进出口单向阀大多采用锥阀、球阀、平板要的理论意义及工程价值。阀等结构型式J。上述单向阀工作过程中，通常鉴于新型铰接式单向阀

5、的进口阀和出口阀在要克服阀板(或阀球)自重和弹簧力的作用，造成结构和水力性能上基本相似，因此本文只对其中流体流速高，水力损失较大(通常／>0．5m)。冷凝的进口阀进行相关研究及数值模拟分析。液温度高、极易汽化、进口液位高度差小，对进出口单向阀水力损失要求极高。2结构及工作原理由此可见；锥阀、球阀、平板阀等传统结构型式的单向阀难以满足冷凝液输送泵对于进出口单2．1结构向阀的要求。新型铰接式单向阀采用了创新型铰新型铰接式进口阀采用了创新型铰接式结接式结构，开启瞬问无需克服自重，只需克服铰接构，阀组主要由阀体、阀板及铰接机构所组成。在旋转阻力矩，水力损失小，理论上可满足冷凝液输本文中，根据以

6、往经验，本文设计阀板安放角度和送泵对单向阀水力损失的要求。由于铰接式单向垂直位置的夹角为5。，该设计可以有效地防止阀收稿日期：2O09—09—25修稿日期：2OO9一l1—_o426FLUIDMACHINERYVo1．38，No．6，2010板关闭不严导致介质泄漏的情况¨。该阀具体结口处液位降低以及泵内部液位升高，阀板前后部构如图1所示。的压强差也在不断降低，阀板前后部的压强差由正值变为负值，最后压强差对阀板产生力，并会产生相对应的力矩，和方向如图3所示。当阀板绕铰接点旋转时会产生铰接机构阻力，并产生力矩，和方向如图3所示。阀板重量所产生的质量力G和力矩方向如图3所示铰接点图1新型铰接

7、式进口阀总体结构示意2．2工作原理新型铰接式进口阀开启过程受力如图2所示。铰接点图3新型铰接式进口阀关闭过程受力不意当+M4