活塞式調(diào)節(jié)閥流場特性分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、調(diào)節(jié)閥是工業(yè)生產(chǎn)中重要的控制設(shè)備，高性能與低能耗調(diào)節(jié)閥的研發(fā)與使用有助于提高工業(yè)生產(chǎn)效率和能源使用率。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，高性能調(diào)節(jié)閥的內(nèi)部結(jié)構(gòu)變得更為復(fù)雜，依靠實(shí)驗(yàn)研究和理論計(jì)算為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法已經(jīng)難以滿足高性能調(diào)節(jié)閥的設(shè)計(jì)要求，而應(yīng)用 CFD數(shù)值模擬方法來輔助高性能調(diào)節(jié)閥的研究與設(shè)計(jì)是未來研究的趨勢。這一方法的應(yīng)用，不僅可以對調(diào)節(jié)閥內(nèi)部流場進(jìn)行更加深入的研究，并且能有效提高設(shè)計(jì)效率和降低研發(fā)成本。
　　本文通過 CFD數(shù)值

2、模擬方法對活塞式調(diào)節(jié)閥內(nèi)部流場特性進(jìn)行模擬分析，并在此基礎(chǔ)上找出調(diào)節(jié)閥內(nèi)部流道的不足從而提出優(yōu)化方案。
　　首先通過三維建模軟件 Solidworks對株洲南方閥門股份有限公司提供的DN450型活塞式調(diào)節(jié)閥進(jìn)行三維實(shí)體建模，并導(dǎo)入ANSYS Workbench協(xié)同仿真平臺中，抽取調(diào)節(jié)閥內(nèi)部流道并劃分網(wǎng)格；然后根據(jù)調(diào)節(jié)閥內(nèi)部流場的粘性流動、湍流流動以及多相流流動，并結(jié)合流體力學(xué)基本理論與方法，建立調(diào)節(jié)閥的三維流場控制方程；應(yīng)用集成在

3、ANSYS Workbench中的CFD模擬軟件Fluent對調(diào)節(jié)閥內(nèi)部流場進(jìn)行模擬計(jì)算，計(jì)算完成后運(yùn)用專業(yè)后處理軟件Tecplot對模擬結(jié)果進(jìn)行可視化分析，得到其流量特性曲線以及內(nèi)部流場的壓力、速度、流線以及汽化體積分?jǐn)?shù)分布云圖。
　　在模擬計(jì)算的基礎(chǔ)上，分析流道內(nèi)產(chǎn)生漩渦和氣蝕的原因，從而找出原結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)閥內(nèi)部流道的不足，提出增加多層降壓和內(nèi)部引流結(jié)構(gòu)的優(yōu)化方案，并進(jìn)行計(jì)算校核，最后對優(yōu)化前后的模型進(jìn)行對比分析，結(jié)果表明優(yōu)化后結(jié)