不同阀芯结构节流阀流阻特性研究

基于标准k-ε湍流模型对四组不同阀芯结构(平底、小弧、大弧、波浪形)调节阀流阻性能进行研究,分析流场内速度流线、压力云图,得到流动规律及阀前后压力损失,流阻系数ξ。研究表明:随着阀芯开度增加,阀内流阻系数逐渐减小。10%开度时平底阀芯结构调节阀内流阻系数最大,大弧形与波浪形阀芯结构调节阀的流阻系数最小,对比发现大弧形与波浪形阀芯结构调节阀的截阻性能较平底阀芯调节阀的流阻系数值减小9.71%;全开度下大弧、小弧阀芯以及波浪形阀芯调节阀内部流阻系数相近,平底阀芯全开度下流阻系数相较于其他三组减小了14.69%。表明该工况下,阀芯处于全开度时,平底阀芯截阻性能具有一定的优势,因此,调节阀在小开度工况下工作时可选用大弧阀芯与波浪形阀芯结构。     

基于Fluent的球阀内部流场的仿真模拟及研究

利用FLUENT软件对球阀内部三维流场进行数值模拟仿真。探究了球阀开度由关闭到逐步增大时阀门的内部流场流动状态。分析了球阀在5个不同开度下(20%、40%、60%、80%和100%),球阀的内部流场变化情况。由此得出当阀门开度为20%~40%之间时,球阀内部流动最为复杂,产生最为强烈的涡流回旋,阀门的流阻很大,漩涡周围边界流速远大于中心流速,并且中心压力最低,直至全开时流动达到稳定。计算得出这5个不同开度下阀门前后压差,流量系数和流阻系数变化值,绘制出其三者在阀芯不同开度时的变化曲线。     

三偏心蝶阀流量特性数值分析及结构优化

通过FLUENT对不同结构的DN600口径的三偏心蝶阀模型进行流场数值分析,得到阀门内部的流场分布。通过蝶阀内部压力和速度矢量分布情况,找出影响流量系数和流阻系数的结构因素。然后优化蝶板、密封圈、压板结构减小流通阻力,增大流量系数,以满足工程需求。同时对满足工程需求的三偏心蝶阀进行不同开度下的流量分析,拟合出阀门流量特性曲线,为三偏心蝶阀的调节范围提供参考依据。     

套筒式调节阀套筒节流孔的结构改进

针对套筒式调节阀因工作时阀内流体压差过高、流速快,易在套筒节流孔处产生阻塞流,导致在一定开度下阀门流通能力降低,阀内噪声增大,致使套筒、阀芯、阀座损坏的问题,以DN80套筒式调节阀为研究对象,对调节阀套筒节流孔型进行改进,并对比分析两种结构下阀门的流通特性。在中国天瑞水泥集团有限公司的实验室内搭建实验平台,分析调节阀流道内流量系数曲线图和流阻系数曲线图,并通过数值模拟技术予以对比验证。研究结果表明,在全开时,流缩型的流通能力明显高于另外两种,流量为18.257 kg·s^-1,流通系数为163.135。较原模型全开时流量14.876 kg·s^-1流通能力提升约22.73%,验证了流缩型节流孔改进的合理性。     

套筒式调节阀结构改进及流场分析北大核心CSCD

针对套筒式调节阀因工作时阀内流体压差过高、流速快,易产生阻塞流,导致在一定开度下,阀门流通能力降低,阀内噪声增大,致使套筒、阀芯、阀座损坏等问题,以DN80套筒式调节阀为研究对象,对套筒节流孔的形状进行优化,设计出2种不同形状的节流孔样式,对比分析3种不同形状的节流孔,采用计算流体动力学(CFD)方法对其内部流场进行数值模拟,分析调节阀流道内的速度分布云图、压力分布云图和流量特性曲线,并通过试验对比其流阻系数。结果表明,优化后的内缩式套筒结构在全开时,相较于初始结构降压能力提升约13.65%、最高降速约35%、流通能力提升约22.73%,并解决了在阀门开度为100%时阀体下腔处的回流现象。内缩式套筒结构具有更好的节流减压能力,能够安全可靠地应用于2种管线对接的工作状况,同时延长了阀门的使用寿命。     

截止阀特性测试与研究

根据JB／T5296－91的有关规定，对2种结构的截止阀压差－流量关系进行了测试。通过对试验数据进行双曲回归，计算出2种结构阀门在各种开度下的流阻系数，并绘制了压差－流量及流阻系数－开度关系图。     

集成电路用气动隔膜阀流体特性的数值研究

基于Fluent流场模拟软件，对自主设计的集成电路用气动隔膜阀的流阻特性与内部流场特性进行了可视化数值研究。在保证计算条件相同的前提下，对不同开度下的全三维流体域进行了稳态模拟仿真。结果表明：此隔膜阀为快开流量特性，流量系数随开度的增加呈对数级增大，流阻系数随开度的增加呈反比例式减小，且在开度为1.8 mm后均变化不明显。阀芯与阀座的间隙为流速和压强的突变处，阀芯在此处易受到流体的冲刷。研究结果为此阀的合理使用开度提供了有效数据，为同类产品的相关研究提供了参考价值，并为后续的结构优化设计指明了方向。     

基于CFD的三偏心蝶阀的流场特性研究及优化

由于三偏心蝶阀结构的特殊性,对其内部流场的流动性能进行了深入研究。建立了三偏心蝶阀的几何模型,对其内部流场进行模拟,获得了阀门的流量系数、流阻系数,并分析了阀门的轴向偏心、径向偏心和角度偏心与流量系数、流阻系数之间的变化规律,得知:角度偏心的数值大小与流通能力近似成反比;径向偏心值与阀门流通能力近似成正比,且影响大于角度偏心;而轴向偏心值对于阀门的流通能力几乎没有影响。采用正交试验法对三个偏心进行优化,降低流阻系数,提高流量系数,改善阀门流通性能。     

直通式截止阀流阻特性分析

采用数值模拟方法,对比分析了2种典型结构直通式截止阀的流阻特性,分别计算了DN32、DN65、DN125等3种公称通径直通式截止阀在全开度下的流阻系数,分析了2种典型结构直通式截止阀的流阻特性随公称通径的变化规律,对直通式截止阀的结构设计和选型具有指导意义。     

核级球阀流通性能的仿真分析和研究

为研究球阀在不同开度下对流量特性的影响，该文针对某项目球阀，设置不同阀门开度，在CFDesgin中进行数值模拟。分析不同阀芯开度下的阀门内部流场以及阀门的流量系数C_V。然后探究建模中细节处理以及球体通孔直径大小对计算结果的影响。发现(1)随着阀门开度的增大，阀门流通性能逐步提高；(2)由于球阀流道十分简单，不建议对模型进行简化；(3)阀门的流量系数C_V随球体通孔直径增大先变大再变小。     

阀门流量系数C_V与当量长度L/D的换算

分析了阀门流量系数CV与当量长度L/D、阀门公称直径DN和阀门阻力系数ξ之间的关系,给出了L/D与CV的换算公式,论述了用L/D规定阀门流阻要求时,应明确L/D值对应的管道摩擦阻力系数λT与管道内径D。     

蝶阀三维分离流动的数值模拟研究

采用基于非结构、非交错网格的有限体积法求解用两方程模型封闭的雷诺平均N S方程组 ,对蝶阀的三维分离流动进行了数值模拟。结果表明 ,蝶阀关闭角度大于 2 0°时 ,在蝶阀背面产生了流动分离 ,形成一对大小相等方向相反的旋涡。在蝶阀下游 ,这两个旋涡相互作用 ,逐渐消失。蝶阀的流动阻力系数随着蝶阀关闭角度的增大呈指数性增长     

球型快开热力膨胀阀的流量系数试验研究

以球型快开热力膨胀阀为对象,采用试验方法研究阀开度以及进口制冷剂密度、出口干度对膨胀阀流量系数CD的影响规律。通过对大量试验数据的分析表明,膨胀阀的流量系数几乎不受阀门开度的影响,而主要取决于进口制冷剂密度和出口干度,采用最小二乘法拟合出球型快开热力膨胀阀的流量系数关系式,试验结果表明,利用该拟合关系式计算出的制冷剂流量与实际流量的相对误差不超过±5%。     

三偏心蝶阀的结构优化及流场分析

针对传统三偏心蝶阀的缺点,提出一种桁架过流式三偏心蝶阀结构,利用SolidWorks建立其三维模型并抽取不同开度下的流体域模型,然后根据设定的工况条件在Fluent中进行流场模拟计算。结果表明:优化后的阀板在不同开度下,过流面处承受的压力变小,承压面所能承受的压力变大;同等开度下,优化后的阀板表面的速度降低,阀板表面所受冲刷程度减轻;大开度下,优化后的阀板周围流动稳定性更好,改进后蝶阀的流量系数变大,流通能力变强。对改进前后的蝶阀结构进行阻力特性试验,对比分析得出:大开度下流阻系数明显减小,且改进后结构的流阻系数在同等开度下都有所减小,再次证明改进后结构的性能优势。     

迷宫式最小流量调节阀的流动特性研究

将迷宫式最小流量调节阀的流道分解为串联型和并联型流道,首先对其节流降压特性分别进行模型试验,分析流体在流道中的压力分布特性,然后根据压力分布特性,对串联型流道进行优化设计和试验,最后通过模型试验,研究了两种流道的阻力特性.研究表明,在入口流量相同的条件下,串联型迷宫流道节流产生压降大,并联型迷宫流道产生的压降小,但是降压过程更平缓;通过对串联型流道进行优化设计,克服了串联流道中因面积增加过大所导致的缩流现象;阻力特性试验表明,串联型流道的阻力系数较并联型流道大.     

连杆蝶阀流固耦合的应力场有限元分析

采用ANSYS Workbench软件分析了连杆蝶阀型腔内流动受阻的实况及其过流件的受力情况。流场分析表明,蝶板随着开度的增加流阻系数逐渐降低。流固耦合分析表明随着开度的增加阀门所受应力减小,开度为20°时有小幅增加,最大应力大多发生在支撑主轴的阀体上。     

三偏心蝶阀的流场和阻力特性研究

通过流阻试验获得了直径为680mm的三偏心蝶阀在不同开度和速度下的流阻系数。以试验结果为基础验证湍流模型,选择SST模型作为湍流模型,建立获得三偏心蝶阀详细流场的数值模型。利用该数值模型对试验蝶阀在90°、70°、50°开度下的流场和流阻系数进行预测,90°代表全开。试验结果表明,50°开度的流阻系数值约为90°开度流阻系数值的9倍;三偏心蝶阀全开时的流阻系数值约为中线蝶阀全开时流阻系数值的6倍。数值分析表明,全开状态下,三偏心蝶阀阀板处存在的漩涡比中线蝶阀多,可对三偏心蝶阀阀板形状进行优化,以减小流阻系数;随着开度减小,流体的流动产生与阀板关闭方向一致的力矩,帮助阀板关闭。     

基于Fluent的液压滑阀内部流场的数值模拟

利用FLUENT软件对滑阀内部流场进行模拟,得出阀芯壁面压力分布情况;并据仿真结果对进口节流式滑阀的流量系数和阀芯所受的稳态液动力进行了分析研究,为滑阀的设计和性能优化提供了依据.     

阀芯直径对液压锥阀流量特性的影响研究

该文采用计算流体动力学方法对锥阀阀腔内的流场进行求解,得到不同阀芯直径下不同开口度对应的流量特性,为锥阀的结构设计提供一定的参考.     

基于CFD的液压比例流量阀通过流量的计算

该文利用CFD计算方法研究某新设计的带有节流窗口的比例流量阀的阀芯位移-流量的特性,并与通常采用的小孔出流的计算公式所得的结果进行比较,证明在阀芯开度较小时,两种结果具有很好的一致性,但是随着阀口开度的逐渐增大,两者计算结果的差别越来越大,从传统的设计经验判断,CFD计算出的流量特性曲线具有很高的可信度。