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。     

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。     

基于CFD的液力变矩器内部流场分布特征研究

为提升液力变矩器性能,需要进一步研究液力变矩器内部流动,获取流动特征规律。针对某型液力变矩器进行不同速比下内部流场的CFD数值模拟,并分析其流动现象,得出该变矩器内流场中流动状态的速度、漩涡的分布规律。结果表明,流体的相对速度随速比升高有下降趋势,漩涡结构随速比增大而增大。相同速比下,不同叶轮中、不同弦面的流体出现不同类型二次流。通过CFD研究发现二次流主要出现在泵轮和导轮中,其中叶轮进出口处漩涡湍动能较高,能量损失较大。流场分布规律研究可以指导液力变矩器设计,使流场分布合理并且减少二次流等现象,对提高液力变矩器的效率有重要意义。     

某火炮制退机内部流场数值仿真

火炮后坐运动过程中,制退机内部的流动状态很复杂,一维定常计算模型无法准确地反映其内部流动特性.通过建立基于实际结构的二维简化模型,采用动网格和导入profile文件的方法,使用计算流体软件fluent求解二维瞬时Navier-Stokes方程.结果表明该方法可以有效地显示制退机内部流场的压力、速度和湍动能的瞬时分布,从而为进一步研究制退机的结构设计和故障分析提供参考.     

DN100mm截止阀阀体成形工艺研究

利用剪－挤成形技术节能省力的特点,在1000t离合器式螺旋压力机锻造成形了材料为20钢,口径为DN100mm的大型截止阀阀体。讨论了成形大口径截止阀阀体的理论依据及生产工艺。     

不缩径给水塑料截止阀

分析了普通给水塑料截止阀阀体流道通径缩小的原因，介绍了一种新型的阀体通径不缩小的给水塑料截止阀。     

电磁阀内部流场CFD分析

利用计算流体力学软件FLUENT对一种气井专用的电磁阀内部流场进行了计算和分析,结果表明:阀芯后部存在低速区,下部出口管内存在两个明显的涡流区,涡流区的出现加大了流动的阻力;随着阀芯开度的增大,阀芯后部低速区仍然存在,涡流区的旋转强度减弱,阀体内的湍动能和湍能耗散率减小,电磁阀的总压降减小;锥形阀座壁面和下游出口管下部壁面剪应力较大,其它区域剪应力较小,因此在阀芯锥面以及阀座锥形壁面和下游出口管下部的壁面处容易磨损。研究结果为电磁阀内部结构的设计提供了指导。     

T形钠截止阀阀体的加工

介绍了T形钠截止阀阀体的结构、特点及机械加工方法。     

用RNG k-ε紊流模型对截止阀三维紊流流动的数值模拟

采用了RNG k-ε紊流模型和贴体坐标对截止阀对称面和三维流场进行了模拟,同时用粒子成像流速仪(PIV)对弯型截止阀对称面模型的测试结果和数值模拟结果进行了验证。数值模拟结果与实验结果吻合较好。实验和计算结果揭示了截止阀的流场特性,并说明截止阀水流产生的涡旋、分离流、二次流和强烈的紊动是截止阀水头损失的主要因素。计算结果表明斜进口截止阀流态好于弯型进口截止阀的流态,RNG k-ε紊流模型对具有分离和二次流的紊流流动具有较好的模拟性。     

小开度节流阀流场特征及空化流动的数值分析

基于两相空化流动的控制方程和湍流模型,对节流阀在小开度下的流场特征及空化流动进行数值分析。结果表明:流体在流经节流口时,流速急剧增加,压力迅速降低至液体的饱和蒸汽压以下,形成空化。当节流阀出入口压差增大时,出口边界流速明显提高,出口两侧的流速差异更加明显,且在低速流一侧形成涡流。并且,出入口压力差的增加、阀门开度的减小会导致空化区域扩大,强度增加。研究成果可为节流阀的后续优化设计和操作提供理论依据。     

不同结构阀芯的滑阀流场CFD分析

以小通径滑阀为研究对象,针对阀芯凹角处旋涡对滑阀内部流场及性能的影响,提出了将阀芯凹角改进为圆弧型,用CFD软件Fluent对仿真模型进行稳态研究,得到了阀内流场的速度和湍动能分布规律:在开口恒定,入口流量相同的条件下,随着圆弧半径的增大,阀内最大速度和最大湍动能减小,但并不能完全抑制阀芯凹角处旋涡的产生。结合阀内流场流线图,将圆弧型结构进一步改进为斜角加圆弧型。对比分析表明,斜角加圆弧型结构可更有效平缓流场,抑制阀内旋涡的产生和发展,降低阀内湍动能的损失,提高能量利用率。     

Numerical Study of Flow Characteristics due to Interaction Between a Pair of Vortices in a Turbulent Boundary Layer

This paper represents a numerical study of the flow field due to the interactions between a pair of vortices produced by vortex generators in a rectangular channel flow. In order to analyze longitudinal vortices induced by the vortex generators, the pseudo-compressibility method is introduced into the Reynolds-averaged Navier-Strokes equations of a 3-dimensional unsteady, incompressible viscous flow. A two-layer κ-ε turbulence model is applied to a flat plate 3-dimensional turbulence boundary to predict the flow structure and turbulence characteristics of the vortices. The computational results predict accurately the vortex characteristics related to the flow field, the Reynolds shear stresses and turbulent kinetic energy. Also, in the prediction of skin friction characteristics the computational results are reasonably close to those of the experiment obtained from other researchers.     

阀芯行程对角座阀流量特性影响的数值研究

采用数值模拟和实验研究相结合的方法,研究阀芯行程对角座阀流量特性的影响。将阀芯行程为10 mm和14 mm时阀内介质流量的测试数据和数值计算结果进行对比,验证了数值模拟的准确性。在此基础上,对不同行程条件下阀内的速度场、压力场和流动旋涡进行分析。结果表明：随着阀芯行程的增加,阀门出口处的低压区域逐渐向下游移动,阀内的高流速区域更集中,流动旋涡更规则;因此,在较大的行程条件下,阀内介质的流动稳定性更好,流动阻力更小,具有更高的流量系数;在阀芯弹簧受力允许的条件下,应尽可能增加阀芯行程,提高阀门流通能力。     

不同开度下球阀管路流场的仿真分析

为研究球阀在不同开度下对管路流场的影响,针对某管路球阀,依据k-ε二方程标准湍流模型,利用ANSYS自带的前处理模块Design Modeler和Meshing建立了球阀管路的二维仿真模型并进行了网格划分。设置不同阀门开度,在FLUENT中进行数值模拟,分析了不同阀芯开度下的阀门内部流场。研究发现阀门开度较小时,阀门内部会产生较大速度梯度和压力梯度,部分位置速度、压力值高于初始值数十倍,其内部和下游管路漩涡较强;随着阀门开度的逐渐增大,节流效应减弱,阀门内部和下游管路漩涡逐渐减小直至消失,速度和压力也逐步趋于平稳。     

切流式双入口气液旋流分离器内的流动分析

针对切流式双入口气液旋流分离器的内部流动特征,利用Fluent软件进行计算分析,重点对分离器内部流动状态及湍流度进行分析,并考察入口流速对主要分离空间流动参数的影响。结果表明,切流式气液分离器内主要分离空间呈明显的组合涡分布,并且轴向零速包络面呈明显柱形,但分离器入口处能耗较大,排气管入口附近紊流现象严重,当入口流速增大时尤为明显。计算结果对气液旋流分离器的结构优化与性能预测具有指导意义。     

低含气率气液两相流涡街特性研究

气液两相涡街现象广泛存在于生产实际中,由于相间作用,研究变得较为复杂。通过数值模拟和实流试验,对水平管低含气率情况下气相对两相涡街的影响进行研究。建立三维计算流体力学（Computational fluid dynamics, CFD）仿真模型,采用VOF多相流模型和RNG k-e 湍流模型,模拟气液两相钝体绕流。仿真与试验结果在定量频率上具有良好的一致性。结合仿真与试验结果,从近尾迹流场与涡拓扑、斯特劳哈尔数两方面,对不同含气率两相涡街特性进行对比研究。结果表明,在稳定涡街范围内,随着气相含率增大,对涡街起重要作用的滞止区长度增大,导致斯特劳哈尔数线性减小;同时,涡街周期性和信号质量变差,涡街能量降低,这是由于涡中心吸入密度小、速度大的气泡,造成涡的旋转能量降低,进而影响涡街的稳定性。     

NUMERICAL STUDY OF FLOW IN CONICAL DIFFUSER WITH VORTEX GENERATOR JETS

To develop vortex generator jet (VGJ) method for flow control, the turbulence flow in a 144°conical diffuser with and without vortex generator jets are simulated by solving Navier-Stokes equations with κ -ε turbulence model. The diffuser performance, based on different velocity ratio (ratio of the jet speed to the mainstream velocity), is investigated and compared with the experimental study. On the basis of the flow characteristics using computation fluid dynamics (CFD) method observed in the conical diffuser and the downstream development of the longitudinal vortices, attempt is made to correlate the pressure recovery coefficient with the behavior of vortices produced by vortex generator jets.     

船用吹除阀的优化设计与数值研究

基于CFD技术,以静压进口和静压出口作为边界条件,采用标准k-ε湍流模型对8种不同阀芯结构和进口流道形状的船用吹除阀内部流动特性进行数值研究。研究结果表明,阀芯结构对质量流量的影响较小,影响偏差值为0.18kg/s;进口流道形状对质量流量影响较大,影响偏差值为1.41kg/s。阀芯结构对内部流动影响较小,进口形状对内部流动具有较大影响,锥管进口的速度变化梯度高于直管进口,锥管进口涡的强度大于直管进口。船用吹除阀设计时,建议采用Rt=2mm的弧形阀芯和直管进口形式.     

矩形进料体高宽比对旋流器流场和分离性能影响的数值模拟

横截面为矩形的进料体比圆形的分离性能更好,但是一直没有找出矩形进料体合适的高宽比.本文采用数值分析法研究了矩形进料体的高宽比对直径为75 mm旋流器分离性能的影响,将数值结果与Hsieh经典试验结果进行了对比,发现两者有良好的一致性,验证了该方法的有效性.探究了进料体不同高宽比下的压力场、速度场、湍流场和分离效率.结果...