大口径高温高压Y形截止阀的设计

介绍了Y形截止阀的结构特点和阀门流道的结构设计,计算了介质通过截止阀时的流阻及压降,分析了流道形式和流通面积等对压降的影响,论证了流体在阀门流道中的速度变化形态以及阀门设计的合理性.     

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。     

基于CFD技术的截止阀启闭时流场动态模拟

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。     

基于CFD技术的高压截止阀内流道结构参数的分析

运用CFD软件对一种高压截止阀进行了三维数值模拟,对截止阀不同的内流道结构进行流动分析。通过对典型的高压截止阀结构进行建模,借助CFD软件分析了阀门内部流场的流动特性,给出了优化的内流道结构的分析结果及产品设计的理论依据。     

截止阀导向阀瓣结构的改进

截止阀开启时 ,其阀瓣进口侧承受高速流动介质的冲击力 (图 1 )。对于以阀杆作为导向件的截止阀 ,冲击力过大时将造成阀杆弯曲、卡塞或增大操作扭矩。试验证明 ,冲击力将使阀瓣密封面与阀座密封面歪斜 ,密封副表面擦伤 ,影响阀门密封性能。图 1　截止阀阀瓣开启后承受的侧向冲击为了消除介质的冲击力 ,阀瓣应设计成既能在阀杆上转动 ,又能在流道中有效控制导向的结构 (图 2 )。此阀瓣带有防冲击的双导向环。下导向环能消除 90 %流向阀瓣进口侧的介质 ,因而有效的消除了阀瓣受侧向冲击而引起的不良后果。图 2　改进后的截止阀为确保阀体内导…     

直角截止阀噪声特性分析及优化设计

针对直角截止阀振动噪声较大的实际问题,建立了某型号直角截止阀的流场结构,并利用CFD数值计算方法对其在不同开度下的压力、速度和湍流动能进行了计算。计算结果显示,直角截止阀在阀口位置具有明显的空化现象和湍流噪声,且阀口开度越小,噪声问题越明显。针对该问题,对直角截止阀的阀芯、阀座和回油腔流道结构进行了低噪声优化设计和计算分析。计算结果表明,优化后的新型直角截止阀与原阀相比,空化系数减小了10%以上、湍流噪声降低了20 dB以上,具有良好的低噪声性能。     

基于ANSYS Workbench的某航空发动机截止阀优化设计

截止阀作为航空设备的重要元件,实现了介质传输、截止、调节等功能,其结构强度直接影响到航空设备的安全可靠运行。本文以某航空发动机用截止阀为研究对象,用Solidworks2016软件建立三维实体模型,导入有限元软件ANSYS Workbench进行有限元分析,得到了截止阀的前六阶模态频率,进行了模拟瞬间冲击作用下的响应谱分析,得到等效应力云图。结果表明,在阀本体和法兰盘结合处位置承受Z方向(垂直)应力过大,易造成截止阀断裂,对其结构进行优化设计并再次验证其强度,提高了工作效率,缩短设计周期。     

基于MoldFlow同模异穴注射模的流道平衡分析

多腔模的分流道设计原则要保证各型腔尽可能地同时充满,并均衡补料,以保证各腔塑件的性能、尺寸尽可能一致,而同模异穴模具要达到上述要求通过理论及经验判断难以实现的,而通过Mold Flow流动平衡分析功能可较好地满足平衡流道设计的要求。文中通过Mold Flow对一套同模异穴的模具的分流道进行流动平衡分析的实例阐述了Mold Flow流道平衡分析的全过程。     

截止阀开启高度的设计

介绍了截止阀在不同流道与不同密封副结构下阀瓣开启高度的有限元分析结果,确定了阀门最大流量的阀瓣开启尺寸(高度)。     

BS1873与API623阀门标准的对比与分析

通过对比分析了BS 1873和API 623截止阀标准相关压力,流道直径及其结构尺寸的差异点。给出了API623标准相关规定的特点及根据产品设计和选型要求选取适合标准的必要性。     

平衡式节流截止阀

介绍了平衡式节流截止阀的结构特点和工作原理,分析了不同流道结构介质运行状况,论述了阀门的流量特性。     

基于CFD的中压柱塞泵流道优化研究

基于CFD的技术,在不同工况下解析中压柱塞泵的流道,对压力、速度特性进行了分析和研究,提出了优化模型,并分析动力粘度对流道的影响,为流道的结构优化提供了参考.     

截止阀内部瞬态流动特性研究

为得到截止阀启闭过程中流动特性对自身性能的影响规律,对截止阀内部瞬态流动特性进行研究。在不同开度的情况下,应用仿真软件进行模拟分析,结果表明：当开度小于30°时,截止阀阀芯结构内部高压区域的压力急剧增大,压力分布密集,截止阀流阻因数提高;当开度大于70°时,截止阀阀芯结构内部高压区域的压力相对减小,压力分布平缓,截止阀流阻因数降低,此时有利于提高截止阀的流通性能。将流阻因数作为衡量截止阀流通性能的评判标准,在整个开启过程中,截止阀开度越小,阀芯所受管道振动与冲击越大,越不利于流量调节。     

同轴直流高压针形阀

分析了典型直通式针形阀存在压力低、寿命短、流阻大和扭矩大问题的原因,介绍了一种同轴直流流道的压力高、密封可靠、流阻和扭矩较低及寿命长的高压针形阀,该阀已获国家专利(专利号ZL200610118291X)。     

迷宫型灌水器水沙两相流场分析及结构改进

为了解决迷宫型灌水器微细流道容易堵塞的问题,针对其复杂的微细流道结构(实际尺寸在0.8～1.2 mm之间),根据灌水器工作时灌溉水中存在过滤不掉的沙粒的实际情况,首先应用计算流体力学(Computational fluid dynamics, CFD)数值计算的方法,进行灌水器整体迷宫流道水砂两相流数值模拟,根据其流动场分析其堵塞的结构因素。同时应用粒子图像测速(Particle image velocimetry, PIV)技术,搭建灌水器流道流动场微PIV测试台,测量实际尺寸大小的微流道中流动场和粒子运动状况,得到其流动场流线图和粒子运动轨迹图,并通过灌水器的抗堵塞性能试验,验证了迷宫型灌水器微流道中流动场和粒子状况分析计算的正确性。针对流道中存在的容易引起堵塞的流动滞止区进行结构优化改进,试验结果表明,应用改进的结构可提高迷宫型灌水器的抗堵塞性能。     

高速齿轮箱迷宫密封研究综述

该文建立了某型号列车高速齿轮箱轴端直通式迷宫密封3-D模型,通过CFD (Compulational Fluid Dynamics)雷诺平均Navier-Stokes(N-S)方程及k-ε湍流模型数值仿真了迷宫密封流场变化情况并分析了迷宫密封的机理。总结了高速齿轮箱迷宫密封应用及研究现状,针对前人对高速齿轮箱迷宫密封空腔流场及密封结构的研究结果,提出了当前研究所存在的问题并对高速齿轮箱迷宫密封进一步发展趋势进行探讨。以期为高速齿轮箱迷宫密封应用与研究提供参考。     

大通径气动截止阀启闭过程流动特性研究及低噪声优化

截止阀的流动特性是反映其工作性能的重要指标,目前这方面的仿真研究多集中于三维稳态和二维瞬态分析。建立了截止阀阀芯启闭过程流道动网格模型,采用网格光顺及局部重构的方法对大通径气动截止阀的启闭过程进行三维瞬态数值仿真,分析速度、压力、湍流动能等流场参数的动态变化规律。同时,根据瞬态仿真结果,将阀口的锥面倒圆并设计了一种安装在出口处的导流挡板,仿真结果表明优化后的平均声功率级降低了10 dB左右,有效降低了截止阀内部气流噪声的声功率级。为改善大通径气动截止阀的流体噪声提供了参考。     

压电驱动精密流量阀阀芯结构优化设计

以压电驱动精密流量阀的阀芯及其周围流场为研究对象,通过建立有限元模型,应用Workbench平台对阀芯及其周围流场进行流固耦合分析。首先通过Fluid Flow(CFX)模块对流体域进行流场分析,得到阀稳态时的内部流体压力场的分布规律;再将流体分析结果导入Static Structural(Ansys)模块,对阀芯固体域进行静力学分析,得到流固耦合作用下阀芯的静变形云图及Von Mises应力云图。根据流固耦合分析结果,对阀芯进行结构参数优化。优化后,在保证阀芯工作可靠性的条件下,阀芯体积减少了13.5%,实现了阀芯的轻量化。     

大流量交替双向锁流道优化设计及仿真计算

随着煤炭行业的高速发展,千万吨级矿井不断投产。在自动化综采工作面高产高效的要求下,装备的大型化要求不断提高。针对连接一、二级护帮千斤顶的交替双向锁在实际工作环境中面临公称流量小、压力损失严重、关闭压力低的问题,对其结构进行改进、流道进行优化。通过Pro/E对改进前后的交替双向锁进行实体建模,利用ANSYS进行模型流道抽取、网格划分及边界条件加载,运用ANSYS Fluent进行求解计算,获得介质在工作中的速度矢量图、静压云图等。将仿真结果与实验数据进行对比更新求解模型,利用迭代后的精确模型对新型结构设计进行指导。研究结果表明,通过改变阀芯结构设计和阀体流道布置,新结构交替双向锁流道90°弯折减少两处,阀体体积缩小1/3,压力损失减少65%,流量升级为125 L/min,有效降低了生产成本,提高了其在工程应用中的使用性能。     

流道结构对加压内冷却开槽砂轮磨削性能的影响

针对镍基高温合金磨削时磨削区因砂轮气障效应引起的过热问题,提出采用加压式内冷却磨削方法,鉴于砂轮内流道结构影响磨削液的流动特性和砂轮的磨削性能,同时考虑流道加工工艺和砂轮旋转时离心力的影响,设计直线型和弧线型两种内流道结构。利用计算流体动力学方法分析了流道结构对磨削区流场的影响,表明弧线型流道结构下磨削区的流体速度和分布均匀性更高。制备了具有弧线型和直线型内流道的两种加压内冷却开槽砂轮,在相同的磨削参数下进行了镍基高温合金磨削对比试验,分析砂轮线速度和磨削液压力对磨削温度、表面粗糙度和表面形貌的影响规律。结果表明:相比直线型流道,弧线型流道的冷却润滑效果更好,随砂轮线速度和磨削液压力的增大其换热效率提升更显著,得到的磨削温度和工件表面粗糙度值分别降低了16.8%和17.6%,并获得了更规则的加工表面形貌。