三偏心蝶阀流阻特性对比试验研究

对一种DN650三偏心蝶阀不同开度下的阻力特性进行测试试验,随后加工去掉该蝶阀中间一段阀轴,由全轴蝶阀改为双端轴蝶阀,对比测试该蝶阀在不同开度下的阻力特性,试验表明,全开状态流阻系数明显减少,随着阀板关闭,减少幅度降低。为从细节上了解蝶阀流场变化情况,采用CFX对以上2种三偏心蝶阀进行数值模拟,流阻系数模拟值与试验值吻合很好,验证了数值模拟的正确性。     

某型伺服引气阀蝶阀压力损失分析

蝶阀作为伺服引气阀的主阀,其压力损失特性对于伺服引气阀的工作效率、流量控制精度以及下游涡轮起动机性能至关重要。建立了蝶阀压力损失计算的数学模型;通过计算流体力学数值计算方法获取了蝶阀流场总压分布情况,得到了不同工作环境和开启角度时的蝶板压力损失情况。结果表明,供气压力的升高增大了蝶阀压力损失,但不改变蝶阀和涡轮起动机上的压降分配比例;而蝶阀压力损失不受供气温度的影响。对海平面下不同开启角度的蝶阀压力损失进行了试验测试,验证了数学模型及数值计算结果的正确性。     

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。     

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     

三偏心蝶阀密封接触问题的有限元分析

对三偏心金属蝶阀密封面接触问题进行了非线性有限元分析,阐明了其理论依据。数值模拟过程中,充分考虑了轴向偏心、径向偏心、角偏心的设计参数对密封面密封比压的影响,以DN 300口径、PN 5 MPa工作压力的三偏心金属蝶阀为例,得到其密封时的应力分布,对满足一定压力下“双向零泄漏”三偏心蝶阀的结构优化有指导意义。     

一种新型偏心蝶阀的设计与分析

针对国内气动三偏心蝶阀易产生严重的"水锤"现象,设计了一种新型偏心蝶阀结构,并对三偏心蝶阀和新偏心蝶阀的内部流场特性进行了有限元模拟分析。介绍了新结构蝶阀的构造原理,分析了三偏心蝶阀和新结构蝶阀的压力云图、速度云图和流线分布图,得到了其流量特性和流阻特性。分析结果表明,新结构蝶阀增大了小开度下的流阻系数,减小了关闭瞬间的流量变化量,减轻了"水锤"现象。     

波浪管内部流动的三维数值模拟

为分析弯曲管道内部流体流动的阻力损失，分别对不同几何条件下的3种波浪管内部流动进行了数值模拟。通过流场三维数值模拟，详细分析了弯曲管道内部流动损失机理，说明由于曲率的急剧变化导致压力损失的显著增大。     

单偏心蝶阀流量特性数值模拟及结构优化

利用FLUENT软件对DN400单偏心蝶阀原始方案进行全开时的流量分析,针对模拟结果总结出影响蝶阀流量系数的重要因素为蝶板、阀座、阀轴和压板结构。通过优化方案对影响流量系数的重要零部件进行结构优化,提升流体域体积,减小流通阻力,增大流量系数,以满足流量系数大于15 000的设计要求。研究结果为单偏心蝶阀设计提供了重要的参考依据。     

偏心蝶阀水力特性的数值模拟与分析

运用计算流体力学 (CFD)方法对一种偏心蝶阀的水力特性进行数值模拟计算 ,获得了流道内详细的三维流场参数分布以及蝶阀的压降、流量与水动力矩的水力特性曲线。从计算出的三维流场可以清楚地掌握影响阀门工作的重要因素 ,如各种开度下阀后的流动分离状态 ,以及蝶板上压力低于汽化点从而易发生气蚀的部位等 ,而水力特性曲线则可直接提供设计参数     

动力电池冷却系统流量分配特性研究

利用CATIA软件建立动力电池冷却系统的内部流体域几何模型,通过STAR CCM+软件对乙二醇冷却液的流动情况进行模拟,得出流场的流量分配情况及其压力损失值。理论分析冷却液的流动机理,并结合数值模拟结果对冷却系统流体域的几何结构模型进行优化改进。由于流场的流体分配主要受阻力作用和分流、汇流作用的影响,通过重置管路布置的方式来调节分流、汇流作用,改变进出口五通接头及排出(吸入)Y型三通接头等连接件的结构参数来调整各流道流动阻力,使系统内进行换热的各冷却液流道流量分配达到均匀。系统优化后的流量分配情况良好,各流道内流体的速度趋于一致,故各流道汇流时所产生的湍流混合冲击损失减少,降低了流体阻力损失。     

偏心蝶式止回阀开启性能瞬态分析

采用计算流体力学分析软件Autodesk Simulation CFD及其重叠网格技术,对偏心蝶式止回阀的两种阀板结构分别进行了开启特性瞬态分析。基于粘性可压缩流动Navier-Stokes方程进行了湍流非定常计算,对两种阀板结构的阀板运动状态、阀内的压力分布和速度矢量进行了分析及对比。结果表明,原阀板结构开启过程中存在不稳定且未达到预期的全开状态,改进阀板结构开启过程中阀板开度呈线性增加且稳定在全开位置。     

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。     

中心型蝶阀流场的数值模拟与流动特性分析

利用FLUENT软件对DN250中心型蝶阀进行恒速定常流分析,模拟了不同开度的蝶阀流动情况并对其流动特征进行分析;针对模拟结果对流阻系数、相对流量系数及水动力矩系数三个重要参数进行计算分析,分析结果表明：开度在0°～30°内,流动扰动和阻力系数都较大,造成大量能量损失,不适宜阀板正常工作;阀板开度大于60°,流动阻力系数较小流态稳定,阀板受力较小,流体不会对阀板造成大的冲击;在蝶阀开度为70°时,水动力矩系数达到峰值0.193。研究结果为蝶阀设计提供重要参考依据。     

三偏心蝶阀回转中心的快速优化设计

介绍了一种结合Solidworks二维作图软件,在避免干涉情况下,快速确定三偏心蝶阀回转中心位置的方法。用该方法同时可求得最小径向偏心量,控制了三偏心蝶阀的启闭力矩而且提高了反向密封性能。在优化的同时大大简化了三偏心蝶阀的设计。     

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。     

三偏心金属蝶阀的干涉分析

通过对蝶板的运动分析,从三偏心蝶阀密封副发生干涉的根本原因介绍了一种判断干涉问题的方法。通过程序分析了蝶板与阀座密封面之间的干涉状况,进而能够很方便地判定不同结构的三偏心蝶阀的干涉情况。     

基于C#.NET的三偏心蝶阀干涉分析软件的研究

结合三偏心蝶阀密封面的启闭性能角,建立等角度刨切计算模型,分析三偏心蝶阀蝶板运动干涉,以C#高级语言为工具,开发了三偏心蝶阀密封面干涉的设计软件,经过干涉分析软件的计算,得到三偏心蝶阀密封面的干涉情况,为设计人员提供准确、快捷的一种设计方法。     

Research on the measuring characteristics of a new design butterfly valve flowmeter

Flowmeters and control valves are important components of flow measurement and control in heating, ventilating, and air conditioning (HVAC) system, which directly or indirectly impact building room comfort and energy costs. Valves as resistance components produce differential pressure which in turn can be used for flow measurement. This paper studies the function among valve opening position, pressure difference and flowrate of a new designed butterfly valve. The flow model of the butterfly valve is established based on the Bernoulli equation, the discharge coefficient C under different valve opening conditions are studied by CFD simulations and verified by experiments. The simulation results show that the discharge coefficient C reached a stable value of 0.67–0.70 as Reynolds number exceeded 5000, and the permanent pressure loss ratio is range from 0.95 to 0.37 corresponding to opening range from 10° to 70°. The correctness of the simulation results of C is verified by experiments, in which C is about 0.60. With the corrected values obtained from experiments, the simulation results are instructive to practice. The new designed butterfly valve flowmeter can be used efficiently in HVAC system, especially in variable air volume (VAV) air conditioning system. And the work of this paper offers a reference for other types of valve flowmeters in fluid control processes.