基于CFD 的电动截止阀内流道数值模拟及改进设计.doc

文档介绍：2011年第 13 卷第 6 期
总第 110 期

巢湖学院学报
Journal of Chaohu College

.,
General Serial
基于 CFD 的电动截止阀内流道数值模拟及改进设计
周明健 1

唐铃凤 1

王玉勤 2
(1 安徽工程大学机械与汽车工程学院,安徽

芜湖

241000)
(2 巢湖学院物理与电子科学系,安徽
巢湖
238000)
摘

要:
行设计,其流阻系数比较大,,流动方向发生变
化,可能产生诸如局部涡流、空化、水锤和死水区等水流现象及湍流脉动噪声,对阀体有很强
的破坏性, RAN-S 方程组和 RNG k-ε湍流模型,利用 CFD 技术对
全开启状态下的电动截止阀的内流道进行三维的湍流数值模拟, 获得其总压图、速度矢量
图、,
口段流道的长度、曲率以及阀杆在流道中的布局等, 进出口的压力差相对于未改进前减少
30%左右,速度突变区域明显缩小,局部涡流现象消失,湍动能强度也降低了 15%左右.
关键词:电动截止阀;内流道;数值模拟;改进设计;CFD
中图分类号:TB24
文献标识码:A
文章编号:1672-2868(2011)06-0075-05
1

引言

场是十分必要的[2].
阀门是控制管路系统中流体的流动方向或
[1]
研究起步早,在机械和水力的方面做了大量的研
究; 而国内对阀门的研究主要集中在机械方面,
从流体的角度对阀门的研究较少,基本上是依据
常规设计方法和经验,只注重结构型态而不注重
考虑流阻损失,从而引起较大的能耗,而在实际
近年来,随着电子计算机的广泛应用及数值
计算技术的发展,CFD (ComputAtionAl Fluid
DynAmics)技术得到了蓬勃地发展,使得对于大
部分的流体力学问题,其中包括对液压元件内部
流道流体流动问题的数值研究及可视化研究成
为可能. 在流体流动问题的数值研究方面,张弓[3]
利用边界元法计算了三种结构的超高速电液比
的管道工程中,阀的局部水头损失占管道水头损
例直动式先导阀的腔室的流场; 崔铭超
[4]
利用
失的比例是相当可观的,这使得对阀门的选择和
使用长期处于一种半经验状态,主要依靠国外的
技术资料. 为了更加科学分析阀门的性能,从流
体力学的角度运用数值模拟方法分析其内部流
CFD 技术对直角截止阀内流道进行了优化.
由于数值模拟相对于实验研究有其独特的
优点,且成本低、周期短,能获得完整的数据,能
模拟出实际运行过程中所测数据状态,对于设计
收稿日期:2011-10-21
作者简介:周明健(1987-),男,安徽人,硕士在读,研究方向:流体机械设计与控制
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调节其压力和流量的重要装置. 国外对阀门的
改造等商业或实验室应用起到重要的指导作用,
提高了设计质量. 随着液压技术的进一步发展,
对液压