基于Fluent軟件的大口徑蝶閥流場研究.pdf

1、蝶閥作為大型管道系統(tǒng)廣泛使用的一種控制設(shè)備，它的控制可靠性、安全性、制造和運行成本、高壽命對于國民經(jīng)濟具有重要意義。傳統(tǒng)的蝶閥設(shè)計方法主要依據(jù)半經(jīng)驗公式與工程設(shè)計手冊、圖表等，其中的各種經(jīng)驗常數(shù)、修正系數(shù)都是通過大量實驗獲取的，這往往需要大量的實驗數(shù)據(jù)，不僅投入高、周期長，而且加大了設(shè)計制造成本。本文旨在應(yīng)用計算流體力學(xué)方法為蝶閥設(shè)計提供一種新的途徑，通過數(shù)值模擬不但可以獲得產(chǎn)品設(shè)計所需的流動特性參數(shù)，而且還可以掌握流場內(nèi)部的詳細情況，

2、如壓強分布、流速分布、流動分離狀態(tài)、空化現(xiàn)象發(fā)生部位以及非穩(wěn)態(tài)過程中各參數(shù)的變化，同時使得應(yīng)用數(shù)值模擬的方法進行蝶閥流阻系數(shù)計算和動水力矩計算成為可能，從而有效的指導(dǎo)蝶閥的優(yōu)化設(shè)計。
　　論文的主要內(nèi)容包括:
　　(1)簡述了閥門研究的現(xiàn)狀與發(fā)展，蝶閥的發(fā)展概況、應(yīng)用領(lǐng)域及其重要意義，介紹了蝶閥的基本特性，指出了當(dāng)前蝶閥的主要設(shè)計方法和存在的主要問題，進而導(dǎo)出了本課題的研究背景、研究意義和研究方法，同時闡述了數(shù)值模擬相關(guān)理論

3、。
　　(2)對蝶閥流動特性進行三維數(shù)值模擬與分析，計算蝶閥的流量系數(shù)和水力轉(zhuǎn)矩系數(shù)，通過與實驗數(shù)據(jù)進行比較，驗證所建計算模型進行蝶閥流場數(shù)值模擬計算的適用性;分析蝶閥在多個開度下的流場結(jié)構(gòu)，對各個開度下的壓強、流速和流線進行分析。
　　(3)對蝶閥在特定工作環(huán)境下進行數(shù)值模擬與分析，計算蝶閥在多個開度下的流阻系數(shù);計算蝶閥在多個開度下的動水力矩，并與理論計算結(jié)果進行了比較分析，得出最大動水力矩時蝶閥的開度范圍;比較常流量下

4、和變流量下的蝶閥空化系數(shù)，分析容易產(chǎn)生空化的原因，提出了避免空化的觀點。
　　(4)對蝶閥空化現(xiàn)象進行數(shù)值模擬與分析，結(jié)合工程實際，研究不同入口壓強和不同管道結(jié)構(gòu)對蝶閥空化流場的影響，進而提出幾種減小空化的具體方法。
　　(5)對蝶閥流動特性進行非穩(wěn)態(tài)數(shù)值模擬與分析，獲得蝶閥在不同啟閉時間內(nèi)的流量變化情況和閥盤所受阻力系數(shù)、升力系數(shù)、動水力矩系數(shù)的變化情況，同時分析蝶閥內(nèi)部流場分布狀態(tài)，分析空化現(xiàn)象，得出對工程設(shè)計與運行管理