基于Biharmonic样条插值的轴流式止回阀阀芯型线设计

采用椭圆簇法,以轴流式止回阀阀芯中阀瓣型线和导流罩型线的丰满系数为设计变量,进行组合优化设计。由均匀试验设计获得8组方案,为了提高插值精度和可靠性同时补充8组试验结果,数值试验后由Biharmonic样条插值获得阀瓣丰满系数和导流罩的丰满系数最优组合,最终得到压力损失最小的阀瓣型线和导流罩型线。结果表明:由Biharmonic样条插值获得的阀瓣型线丰满系数为0.574,导流罩型线丰满系数为0.986,数值试验得到理论最小压降值为524.06 Pa,流阻系数为0.26。对最小压降值对应阀瓣和导流罩型线组合进行数值模拟验证,得出仿真结果为525.50 Pa,误差为0.27%。对比优化前轴流式止回阀的流阻系数1.73,优化后轴流式止回阀流阻系数比优化前降低了84.97%,减阻明显。     

轴流式止回阀数值模拟研究

基于轴流式止回阀的结构特点,应用SolidWorks软件创建轴流式止回阀三维模型,划分流道网格,导入ANSYS Workbench软件进行数值模拟研究,分析不同开度下压力、速度、流阻因数的变化规律。同时对轴流式止回阀进行数值模拟与试验对比分析,得到不同流速下轴流式止回阀的进出口压差和流阻因数,验证数值模拟的可靠性,进而为阀门的设计和优化提供参考。     

基于动网格的轴流式止回阀关闭过程动态特性分析

针对液化天然气用轴流式止回阀使用过程中可能发生的水锤问题，利用FLUENT动网格方法对两种不同型号（优化前、后）的阀门内部动态流场及阀瓣运动状态进行研究，分析优化前、后的阀门在相同工况下的动态特性。结果表明：止回阀关闭瞬间，优化后阀瓣受力相比优化前降低了70 N，优化后阀瓣运动速度相比优化前减小了0.674 m/s，这样阀瓣对阀座的冲击力相对更小，有利于保证阀座的使用寿命，同时有利于减小碰撞过程对管路系统的影响；FLUENT动网格方法能够预测止回阀关闭过程中“快关缓闭”的阀瓣运动特征，同时模拟得到的阀瓣运动状态以及止回阀内部动态流场特征，对轴流式止回阀的设计及选型具有重要的参考价值。     

轴流式止回阀阀瓣关闭过程的仿真分析

结合瞬态动力学和冲击动力学,对轴流式止回阀阀瓣关闭时的瞬时运动方程进行了理论推导。应用有限元分析软件,对阀瓣关闭过程进行了仿真分析,分析阀体与阀瓣的应力、应变、能量变化情况,以及系统的能量变化情况。所做分析可以为轴流式止回阀的设计与优化提供参考。     

一种气体管道用大口径止回阀的设计

瓦斯抽放管道对气体流过时压力损失要求较高,而目前市场上的止回阀依靠介质自身的压力开、闭阀门阀瓣,压力损失较大。设计了一种旋启式止回阀,在传统的阀体上增加了控制部分,止回阀正常工作时,阀瓣被吊起,减少了气体通过阀门的阻力;系统断电时,阀瓣能自由落下,阻止气体回流。     

矿井排水用新型止回阀的流固耦合数值模拟研究

为了提高矿井水排放系统的安全运行和稳定工作,针对一种阀瓣与阀杆式止回阀,建立了流固耦合数学模型,通过ANSYS分析软件数值计算不同开度下的流阻系数、内部流场以及止回阀应力应变情况。结果表明:流阻系数随着相对开度的增大而递减,且变化趋势为先剧烈递减后较为平缓。随着相对开度的增加,平均压力快速地降低且在相对开度为50%以后逐渐趋于平稳,而平均速度在相对开度37.5%以后发生快速增加的趋势。经过止回阀后的流场平均压力始终保持稳定趋势,这说明本设计的止回阀对压力波动的控制具有明显的效果。阀瓣和阀杆的等效应力主要出现在阀瓣与阀杆的连接处以及阀杆与阀体的接触处,最大的变形量主要出现在阀瓣靠近止回阀出口处。在最大应力处进行加强处理避免应力集中,可以提高止回阀的使用寿命。     

微阻缓闭止回阀的设计和改造

介绍了微阻缓闭止回阀的结构原理及作用,进而对易损部件,即阀瓣密封面损坏问题进行了研究,提出了对阀瓣修复改造的方法。实践证明,改造方案切实可行,经济效益明显。     

微阻缓闭旋启式止回阀阀瓣的改造

首先介绍了微阻缓闭止回阀的结构及作用，进而对易损部件阀瓣密封面损坏问题进行了研究，提出了对易损件阀瓣修复改造方法。实践证明改造方案可行，经济效益明显。     

消防水系统梭式止回阀的结构优化

为了满足消防水系统的技术要求,需要改善由于原梭式止回阀体和阀瓣轮廓线转折尖锐阀,造成的阀体内流体有较大压力梯度,梭式止回阀震动,流阻大和水锤现象较大的缺点.本文利用FLUENT软件进行数值模拟分析,对阀体进行了优化设计.分析比较了优化前后的宏观速度、静压力和流阻力系数.结果 表明:优化后的阀体内流道线形曲率半径增大,内轮廓线光滑平顺,流体在阀内的流速稳定,增大了止回阀的流通能力,漩涡强度减小;阀芯受力均匀,流体对阀芯的水击力较小,流动阻力减小;阀门整个开启过程中优化后的止回阀流阻系数至多相对降低量53％,有效提高了防水锤特性.     

对夹式止回阀开启过程动态特性分析与改进

为研究对夹式止回阀流道的线型对流场规律的影响,对开启过程中的较高流速流体进行动态模拟。采用计算流体力学方法,建立了对夹式止回阀阀瓣运动方程、阀体优化方程及二维几何模型、阀内流场模拟控制方程,借助Fluent软件使用动网格技术及UDF程序,对改进前后模型的开启过程分别进行非定常流动的动态模拟分析,并对阀体结构进行改进设计,获得不同模型阀内流场的压力和速度分布规律。结果表明:改进流线后模型阀瓣开启过程阀内压力阶梯性降低幅值和负压区减小,阀瓣外边缘处流速突变减弱,阀内流道漩涡减少,阀门流阻系数降低,阀内流体流动更加稳定。研究结果可为止回阀结构的参数化优化设计提供参考。     

高炉鼓风系统止回阀节能改造的数值模拟

针对高炉鼓风系统止回阀流阻高、能耗高的问题,提出了止回阀节能的改造方案,即对阀瓣加强筋作开流孔与圆角处理。使用了CFD软件模拟阀内流动,分析了流场情况,计算了流体流经阀门的压力损失,初步探讨了改造后的止回阀的节能潜力。     

基于Kriging模型和遗传粒子群算法的止回阀减阻优化设计

针对8′-150LB轴流式止回阀研究其流阻特性，并对其阀芯结构和文丘里阀口结构进行优化设计。为获得轴流式止回阀全开状态下的最小流阻，采用Nystrom法对阀门设计参数进行了确定，利用正交试验方法列出3因素，5水平的25组试验。在此基础上，建立设计参数与性能的Kriging响应面模型。最后利用遗传粒子群算法对Kriging模型进行优化，选取阀门减阻优化设计最优结构参数。     

轴流式止回阀的数值模拟及减阻优化

轴流式止回阀的流阻系数直接影响了阀门的性能和使用寿命。针对一些传统的轴流式止回阀流阻系数过大问题,提出了一种快捷简单的优化方法。利用Fluent按照《阀门流量流阻系数和流阻系数实验方法》对轴流式止回阀内的流场进行数值模拟,得出轴流式止回阀的流阻系数。此外,将轴流式止回阀流道形状模型参数化,采用响应面优化法,对轴流式止回阀的流道形状进行优化,得出了一些较优化前阀门净压差有明显下降的流道形状,且优化后流阻系数较优化前降低了20%左右。     

核一级升降式止回阀Cv值分析

以DN50的核一级升降式止回阀为例,分析了不同阀瓣导向结构、阀瓣质量及阀体阀瓣配合间隙对Cv值的影响。     

仿生创新方法及其在止回阀设计中的应用

针对发明问题解决理论(TRIZ)方法与仿生学的优缺点,提出基于TRIZ与仿生学相结合的仿生创新设计方法.采用该方法,针对传统止回阀如球形止回阀、对夹式止回阀等流阻系数大的缺点,设计出一种新型的金字塔型多瓣止回阀,当流体正向流动时,阀瓣打开并位于流道侧面;当流体回流时,阀瓣关闭处于斜立状态,因此可以有效地减少阀瓣开关行程,并减小对流体的阻力与作用时间,降低了流阻系数.实验证明:该止回阀阀门的流通能力很强,能起到一定的节能作用.     

倒倾式无冲击止回阀阀体密封副的加工

介绍了倒倾式无冲击止回阀阀体结构特点,论述了阀体与阀瓣轴孔的合镗加工方法。     

轴流式止回阀流阻特性检测方法的探讨

阐述了轴流式止回阀的流阻性能测试原理、检测装置设计及检验与分析,探讨了利用压差一流速函数关系,以流速为依据选取测试点,并提出了不同公称尺寸轴流式止回阀的推荐测试点选取方法。     

轴流式止回阀关闭过程的瞬态分析

运用Solid Works软件建立止回阀三维模型,利用FLUENT动网格技术对轴流式止回阀关闭过程进行动态模拟。研究阀瓣在关闭过程中加速度的变化和阀座的受力情况,得出阀门内部流场变化,发现关闭过程中阀瓣会出现反复振荡的动态平衡并最终关闭,阀瓣与阀座的接触会发生碰撞导致受力突增。     

微阻低压差旋启式止回阀的设计及应用

微阻旋启式止回阀是针对现有技术存在的缺点,开发一种开启压差低,低压差开启可靠、开启压力损失小等特点的低压差止回阀。微阻旋启式止回阀在阀瓣密封面内侧设有由小阀瓣与小阀座相互配合组成的小压差止回阀,小阀座安装在阀瓣平面内的通孔出口端,适用于燃气管道控制接通和截断管路介质的启闭装置,阻止介质逆流。     

对夹式止回阀全开角度分析

建立了对夹式止回阀的三维模型,划分了非结构网格,采用标准k-ε湍流模型和动网格技术分析了阀瓣全开角度对阀动态特性的影响并进行了相关试验,其结果与数值计算结果误差较小,验证了数值模拟的可靠性。计算结果表明,在最优全开角度下,阀门流阻系数、阀瓣振动幅值和流量脉动小,能量损失低,动态性能高,为止回阀优化提供了参考。