防水锤球形止回阀流场数值模拟和试验研究

利用造型软件PRO／E对止回阀流道进行造型，然后将整体造型结果导入到GAMBIT中对实体模型进行处理划分网格，应用FLUENT分别计算了几种流速工况下的流动，并进行了相应的试验，试验结果与数值计算结果非常吻合，验证了CAD／CFD的结合在工程应用中的有效性，也为下一步优化防水锤节能球形止回阀设计提供了相关数据和改进的方向；通过与旋启式止回阀在相同工况下的试验结果进行比较，验证了多流道阀体、多球体设计理论在减小流阻、消除破坏性水锤上是正确的。     

《阀门》文献索引

2005301废水处理用止回阀ChemicalEngineeringProgress2004,100(3),20,英Model208T线上使用的球形止回阀(3in.)新式阀门,是废水工业用理想阀门。该阀具有抗腐蚀的PVC阀体,一个E-Z通道,NPT螺纹或承插焊连接。2005302用于阀门座垫设计和额定值的TZ阀门软件ChemicalEngineeringPro     

核级阀门抗疲劳性能的分析

应用AWE Fatigue软件,根据ASME法规第Ⅲ卷,对核级止回阀进行了疲劳强度分析。考核了压力载荷的变化对阀体疲劳寿命所产生的影响。     

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.     

梭式止回阀阀芯位移磁电传感器的磁场分析

梭式止回阀作为管道非能动技术的重要组成部分,可以在无外加动力驱动下自动实现管道系统的安全保障作用,能有效降低事故的发生。研究了梭式止回阀阀芯位移磁电传感器阀体和阀芯永磁体的有限元模型建立的方法以及对永磁体进行了二维静态磁场分析。首先在ANSYS中建立阀体及永磁体的二维模型,然后对其定义材料属性、网格划分、施加边界条件,完成有限元模型的建立;然后对阀体及永磁体进行二维静态磁场分析,最终得出梭式止回阀阀芯位移磁电传感器的磁场分布及强度状态。通过ANSYS有限元仿真,验证了梭式止回阀阀芯位移磁电传感器磁路设计方案的可行性。     

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。     

快开缓闭轴流式止回阀的数值模拟与优化设计

介绍了快开缓闭轴流式止回阀的结构特点与工作原理,建立了快开缓闭轴流式止回阀的数学模型。对快开缓闭轴流式止回阀的阀瓣与阀体喉部进行了结构设计与仿真优化,确认在不同阀瓣表面形状中,椭球面阀瓣的流阻因数最小、设计最优;在不同阀体喉部收缩因数中,喉部收缩因数为80%时,流阻因数最小。     

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。     

额定压力为70 MPa的电磁换向阀阀体应力分析

设计了一种三位四通额定压力为70 MPa的电磁换向阀。采用Pro/Engineer软件对阀体三维造型,采用ANSYS对阀体进行应力分析。分析阀体中主要结构参数对阀体最大应力的影响,得到合适的阀体尺寸,为额定压力为70 MPa的电磁换向阀结构设计提供理论依据。     

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。     

逆止阀内部流场的数值模拟与分析

应用软件CATIA生成计算模型,并利用前处理软件HYPERMESH对逆止阀模型进行网格分割。采用FLUENT软件中标准k-ε方程的湍流模型对逆止阀内部流场进行三维数值模拟。分析不同阀座及阀瓣角度下,逆止阀的内部流场情况,并得出如下结论:当阀瓣达到最大开度时,逆止阀流阻系数随着阀座角度的增大而增大;又基于动量定理,对逆止阀阀瓣与阀座间的冲撞关系给出了具体的计算结果;并考虑了逆止阀的密封性,计算了阀座对阀瓣的支撑力,由此作为选取最优阀瓣及阀座配合的依据。     

基于ADINA的梭式止回阀流固耦合性能分析及优化

梭式止回阀作为管道非能动技术的关键组成部分,可以在无人力或外加动力驱动下自动实现管道系统的安全保障作用,可以有效地降低输流管道中意外事故的发生。围绕大口径梭式止回阀的流固耦合性能数值分析展开,以ADINA软件为平台,建立梭式止回阀的流固耦合有限元模型,对管道流场进行动态分析,给出了数值模拟计算数据。根据分析结果,对梭式止回阀的结构设计提出了优化方案,使梭式止回阀在管道流体中的运动流场更趋于平稳,从而有利于提高梭式止回阀的使用寿命及安全性。     

全塑料浮止阀阀口3D数值仿真研究

运用CFD软件FLUENT对全塑料浮止阀阀口进行3D数值仿真研究，掌握了浮止阀工作过程中阀腔内液体的压力场和速度场的分布情况，由仿真结果计算了作用在阀芯上的平衡力及液动力，分析比较了两种不同流道结构的浮止阀。研究结果可为合理设计浮止阀结构及研究同类元件提供借鉴。     

基于SolidWorks的旋塞阀流道截面积计算方法研究

旋塞阀是用带通孔的旋塞作为启闭件,通过旋塞与阀杆的转动实现启闭动作的一种阀门。阀杆旋转,使旋塞开口与阀门的流道形成了大小不同的流通截面,以此来改变流体的流量大小。研究了旋塞阀旋塞旋转时形成的流通截面面积的计算方法。旋塞转过角度不同,打开的流道截面形状不同,很难快速准确计算出相应面积,对流体流量的控制难以把握。提出基于SolidWorks软件三维建模方式,将旋塞流道与密封衬套流道实体化,利用流道模型的装配体模拟流道面积的变化,运用布尔运算求得两流道模型共同实体,计算旋塞阀旋塞转过不同角度时流道截面积方法,计算速度快,结果准确。     

永磁弹簧单向阀的设计与特性研究

针对目前单向阀中因机械螺旋弹簧存在疲劳、断裂等导致其性能降低, 压力和流量损失增大等问题, 利用磁性材料“同性相斥、异性相吸”的原理, 提出斥力、引力两种永磁弹簧单向阀结构。利用ANSYS的Fluent模块对其进行流场仿真分析。在实验室条件下进行相同开启压力流量和压差-流量特性试验。结果表明:新型永磁弹簧单向阀结构合理, 斥力永磁弹簧单向阀开启压力最小, 反应最灵敏;引力永磁弹簧单向阀压力损失最小。两种永磁弹簧单向阀性能比机械弹簧单向阀优越。     

Theory and Experimental Verification on Cymbal-shaped Slotted Valve Piezoelectric Pump

Valve piezoelectric pumps usually have larger flow rate than that of valveless ones. However, the traditional cantilever valve easily induces stress concentration which impacts the reliability of pumps. Therefore, a cymbal-shaped slotted check valve is proposed to be applied in a piezoelectric pump in order to reduce the stress concentration of the valve and thus improve the reliability of the piezoelectric pump. The structure and working principle of the piezoelectric pump are analyzed; the stress analysis of the cymbal-shaped slotted valve diaphragm is conducted. In addition, finite element software is employed to analyze the difference of the Von-Mises stress between the cymbal-shaped slotted diaphragm and the slotted flat diaphragm. The simulation results show that, the Von-Mises stress of cymbal-shaped slotted diaphragm is smaller than that of the slotted flat one. Furthermore, the cymbal-shaped slotted valve piezoelectric pump is also fabricated, and flow rate experiment is performed. The experimental results indicate that the flow rate of piezoelectric pump working in low frequencies(0 Hz f 50 Hz) is larger than that working in high frequencies(200 Hz f 2000 Hz). When driven at voltage of 160 V and frequency of 5 Hz, the pump reaches its maximum flow rate of 6.6 g/min. The experimental results validate the feasibility of the cymbal-shaped slotted check valve. This research can effectively solve the problem of stress concentration of valve piezoelectric pumps and is helpful for improving the reliability of them.     

斜置双瓣止回阀内部流态的模拟与试验研究

为了改进普通止回阀存在的开启角度小、流阻系数大等不足,设计一种新型斜置双瓣止回阀,对其在30°、50°、70°、80°及全开工况下的内部流动特性进行分析,计算出流阻系数及流量系数。对其进行压力损失特性试验及流量特性试验,计算出每个工况下的流阻系数及流量系数,将其与模拟数据进行对比分析。研究结果表明,斜置双瓣止回阀的模拟结果与试验结果比较接近,开启角度大,压力损失小,流阻系数小,流量系数大,通流能力好。通过对斜置双瓣止回阀进行数值模拟及试验研究,斜置双瓣止回阀的设计对流体系统节能具有指导意义。     

基于AMESim的立柱卸载冲击影响因素分析

以FDY480立柱液控单向阀为研究对象,应用AMESim软件建立了立柱系统的卸载模型,通过仿真并分析仿真结果,改变液控单向阀液控口阻尼孔直径、立柱活塞直径、立柱活塞杆及顶梁刚度,研究了该液控单向阀以及立柱的参数对立柱卸载冲击的影响.     

单向阀对双增压气路中气体流向影响的分析与研究

搭建由双电动增压器与单向阀组成的试验台架并模拟研究单向阀对双增压气路中气体流向的影响规律,以提高电动增压器的补气效率,从而增大公交车柴油机工况突变时的进气量,改善瞬态烟度。通过向两个电动增压器设定不同的转速,分别模拟公交车柴油机的废气涡轮增压器和附加用于急加速补气的电动增压器,研究并分析在气路上设置单向阀前后对双增压气路中气体流向的影响。试验结果表明,电动增压器的流量大于废气涡轮增压器的流量时,出口总流量在无单向阀时大致等于废气涡轮增压器提供的流量,增加电动增压器的流量不会改变出口总流量,电动增压器补气效率低,柴油机的进气量未得到改善。有单向阀时,出口总流量随电动增压器流量增加而增大,电动增压器补气效率高,柴油机的进气量增大;电动增压器的流量小于废气涡轮增压器的流量时,电动增压器与单向阀不影响出口总流量,出口总流量与有旁通气路无单向阀时相同,即电动增压器不工作时不影响原机的进气量。