基于ANSYS的闸阀阻力系数研究
2013-07-06 邹鑫 常州大学机械工程学院
应用有限体积法,借助专用于分析二、三维流体流动场的先进工具———ANSYS软件的FLOT-RANCFD工具,分析计算了闸阀的内部流场特性。依据流场的压力分布计算了不同开度、进口速度和内径下闸阀的阻力系数。指出阀门的阻力系数不仅与开度、进口速度有关,还与管径相关;不同管径的阀门,在同一开度、进口速度下的阻力系数不同。
无论是在流体机械还是在流体传动与控制系统中,都会用到各式各样的阀门,这些阀门装置的主要功能是对流体的流量、压力和流动方向进行调节和控制,以满足工作系统的要求。该过程中要求阀门控制可靠、阻力小、损失少。21世纪以前,对各类阀门尤其是阀门流道流动特性的研究尚未引起重视,在设计中基本上还是依据常规设计方法和经验,只考虑结构型态而不考虑流阻损失,从而引起较大的能耗。近年来,随着计算流体动力学(CFD)和计算机技术的飞速发展,数值模拟手段广泛应用于流体内部复杂流动的研究上。笔者对闸阀的阻力特性进行了研究,通过ANSYS软件的FLOTRANCFD工具模拟了闸阀内部的流场。
1、模型与数值方法
也核心的研究的是闸阀内层流场,减化闸阀伴演,让闸阀管道为弧形管道,闸板为pad闸板。但是只需开发配有闸板的闸阀管道绘图工具,闸阀的CFD绘图工具与奖品呈1∶1,以闸阀左下面点为交点,开发锐角大地平面坐标,其图形绘图工具提示1提示(以闸板调阀50%为例子)。
2、计算结果及闸阀阻力系数的计算
当油温为20℃时,其密度估算为998.2kg/m3,黏度为100.5μPa·s。当闸阀內径为DN50mm,油管水压分开为10%、20%、25%、35%、45%、50%、60%、75%、100%,进品效率分开为1、2、3、4、5m/s时,养成估算出闸阀内部结构的分支水压场匀称(图2)。
式中 Δp———阀门前后的压差,Pa;ξ ———阀门的阻力系数;u———横截面处的平均流速,m/s;ρ———流体的密度,kg/m3。
从图2中都可以清晰地读出低些静水压值,算出低些静水压值与进出口压强差,而能算出闸阀的水头损失常数。 当进囗的表皮压强为2kPa,进囗的时间相应时,作闸阀进而导致内压公式随开启度的转化线性(图3)。从图3能否断定,当进囗的时间相应时,跟跟随着闸阀开启度的不停的增强,其进而导致内压公式可以减轻。当闸阀开启度相应时,跟跟随着进囗的时间的不停的增强,其进而导致内压公式可以减轻。















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