底部设置隔壁式岔管的调压室水力特性三维数值分析

为了研究底部设置隔壁式岔管的调压室复杂水力特性,通过构建底部设置隔壁式岔管的调压室结构的三维数值计算模型,分析了典型流态下调压室的水流流态特性、分流/合流流态下局部水头损失系数与分流比的关系、正常运行工况下水流流经调压室底部的水头损失系数和水头损失特性,并推导得到了水流全部流进/流出调压室的水头损失系数和流量系数转换公式,较全面阐明了底部设置隔壁式岔管的调压室的局部水力特性。结果表明,三维数值模拟方法能准确揭示相应调压室结构的水力特性,水流全部流进/流出调压室的流量系数总体介于0.6~0.8之间,与规范相比,水流流进/流出调压室的流量系数相对较大。     

固定锥形阀特性参数及流动特征的仿真分析

固定锥形阀应具备良好的水力特性以满足管线系统中不同工况的调流和消能要求,以DN1200锥形阀为研究对象,利用计算流体力学(computional fluid dynamics,CFD)方法分析不同开度下的稳态工况及开、关阀过程的瞬态工况,通过对比流量系数、流阻系数、排放系数、汽蚀系数、消能率等阀门特性参数及套筒闸的动静态不平衡力和阀内流场分布等,全面分析了固定锥形的水力特性。结果表明,流量系数和排放系数具有较好的线性特性,其过流能力随开度增大而线性增加。流阻系数和消能率曲线的变化趋势相同,小开度时对水流的流动阻碍和能量损耗作用明显,开度增大后流阻系数和消能率迅速减小。汽蚀系数表征实际工况中的汽蚀可能程度,在设计流量工况下,各开度对应的汽蚀系数呈抛物线变化趋势。另外,由于流动和启闭同在轴向,故套筒闸主要受到轴向的不平衡力;稳态不平衡力与水流方向相同,而开关阀过程的瞬态不平衡力均与水流方向相反,且关阀力略大于开阀力。最后,分别以各开度下的压力、流速、湍动能和湍流耗散率等流场分布对固定锥形阀的流动规律进行说明。     

船用法兰铸钢截止阀流通特性分析和结构优化

以DN65船用法兰铸钢波纹管截止阀为例,应用Flow-Simulation软件对其在全开状态下进行流阻系数有限元分析,模拟流场特性,计算流阻系数和流量系数,并依据GB/T30832对其进行实验验证,二者结果相吻合,表明数值模拟计算和方法正确.根据流场云图发现,阀体是影响阀门流阻系数和流量系数的关键因素.分析阀体流道结构对介质流动影响的同时,在阀体结构长度不变的情况下优化阀体流道结构,降低两端压力损失,进而大幅度地降低船用法兰铸钢波纹管截止阀流阻系数,提高流通能力,并通过实验进一步验证,这对阀门的优化设计尤其对直通截止阀具有重要意义.     

矩形多阀板式气流控制阀的流量特性分析

本文以ANSYS Workbench为分析平台,采用其专业流体分析软件CFX模块对多板阀的流场进行数值模拟计算,获得阀门在不同开度下流道内详细的三维流场参数分布。通过对模拟试验结果的分析,得到阀门的流动特性,如流量系数、流阻系数。     

调节阀内三维流动与启闭过程的数值模拟及分析

运用计算流体力学方法（CFD）对调节阀的定常与非定常水力特性进行了数值模拟．定常模拟得到各种开度下的三维流场分布以及压降与流量的特性曲线,特性曲线与试验结果相吻合．非定常计算模拟了阀门开启和关闭过程中流动特性的变化,得到流量和阀芯轴向力随时间变化曲线,并对启闭速度的影响进行了分析．     

基于组态软件的阀门性能测试实验教学平台设计

为了开展阀门等机械设计类元件实验教学,设计并搭建了基于组态软件的阀门性能测试实验教学平台。针对该实验平台设置了三类实验：被测阀门的多样性及性能对比;全范围覆盖公称直径DN25～DN400的阀门性能测试;调节阀的动态性能测试等。通过实时数据采集及监测系统记录不同流量、压差、调节阀开度值时的被测阀门的阀流量、阀压降、流量流阻系数、压差-流量曲线、固有流量特性等。该平台不仅能够运用于“阀门性能检测及结构创新设计”实验教学,同时能够进行不同流量、不同压差、不同阀门的性能对比实验,为研究阀门性能及内部结构参数创新设计提供了实验基础。     

内凹型阀碟调节阀流场三维数值模拟研究

应用商业软件FLUENT6.2对600MW超临界汽轮机组的调节阀流场进行了全三维流动分析.利用UG实体建模软件对调节阀进行三维成型,通过Gambit网格划分软件对区域进行非结构化网格划分.在三维数值计算中,模拟分析了调节阀在100%、50%和30%三个工况开度下的流场特性.计算结果表明,由阀碟与阀座组成的环型通道是决定调节阀的主控通流能力、流场特性和稳定性三项气动性能的关键部位.文中所研究的调节阀的阀碟采用了内凹型设计,汽流自喉部喷射后,迅速脱离阀碟,并在阀座的曲线收敛段形成附着流,避免了流经阀碟表面的周向流体的过早掺混带来的能量损失.阀碟独特的结构设计使得调节阀在各种工况开度下有着较稳定的流动状态.     

电站调节阀阀体结构参数对流阻特性的影响

为了系统研究阀体结构参数对调节阀流阻特性的影响,采用数值模拟的方法,建立了电站调节阀阀体模型,结合正交试验设计,研究了调节阀阀体不同结构参数对流阻特性的影响。研究表明,调节阀阀体的结构参数对流阻系数的影响程度依次为上腔半径>下腔高度>上腔高度>阀体半长>下腔半径>中腔半径,同时再对阀体的入口角度进行优化分析,得到入口角度越小,流阻系数越小。通过正交实验优化和入口角度优化后得到的最优结构,其流阻系数与原结构相比降低了19.45%,且流量特性曲线也更加理想,此研究结果能够为套筒式调节阀的结构优化提供理论支持。     

基于CFD的管道流动局部水头损失系数的数值计算

本文利用FLUENT软件对几种常见模型管道在k-ε湍流情况下的流场、压力场进行了数值模拟,并根据数值模拟结果对突扩管的局部水头损失系数进行了修正。结果表明:对于突扩管在同一雷诺数下,随着管径比值(前程管径与后程管径之比D1/D2)的不断增大,局部水头损失及损失系数均减小;而随雷诺数的增大,突扩管流场中的局部水头损失系数逐渐增大。     

烟气挡板流动特性的数值模拟

为了优化烟气挡板的工作开度区间以提高锅炉热效率和适应调峰的能力,在烟气速度为18m/s的条件下,分别模拟了某烟气挡板在开度10°、20°、30°、40°、50°、60°、70°、80°和90°下的速度云图、压力云图、流阻系数和流量系数,并评价了烟气挡板的流动特性。研究结果表明:随着挡板开度的增大,下游烟气的速度场和压力场的均匀性逐渐变好,流阻系数先快速后缓慢地减小,而流量系数则先缓慢后快速地增加;当挡板全开时,挡板的阻力小于100Pa,流阻系数小于1.08;在余热利用装置的引风机全压为1 000Pa,挡板开度介于17°～80°范围内时,烟气流量随挡板开度的变化特性良好。综合考虑挡板的流阻系数特性,建议该挡板的常用工作开度区间为40°～80°。     

浅谈阀门流量流阻系数试验装置设计

利用阀门流量流阻系数试验装置设计,对阀门样机进行了流量流阻系数试验,得出了相应的试验数据与结论。本文介绍了一套阀门流量流阻系数试验装置,该试验装置由主回路系统和三个辅助系统既补水系统、稳压系统、冷却水系统,以及相应的测量控制系统等置设计具有较强的指导意义。     

调节阀运动阀芯动态不平衡力分析

一般把调节阀阀芯所受的静态不平衡力作为调节阀执行机构的设计依据.为了考察调节阀阀芯在运动状态下的动态不平衡力,利用ANSYS软件CFD模块建立阀体内部流场模型,并利用任意拉格朗日-欧拉(ALE)有限元法处理给定运动的阀芯与流体之间的移动边界.分别计算恒定流速和恒定压差下的阀门定开度流场以及阀门开度变化过程中的流场,得出在定流量和定压差下以匀速运动的阀芯在变开度下所受到的不平衡力.此外,根据阀芯系统运动方程,利用预测-校正流固耦合算法求得阀芯在变开度振动过程中的动态不平衡力.计算结果表明,作用在运动阀芯上的动态不平衡力在某些条件下大于静态不平衡力.因此,在设计调节阀执行机构时应考虑这个因素.     

圆管突然扩大与突然缩小的局部水头损失系数的研究

采用RNG k-ε紊流模型,对Re4 400时圆管中突然扩大和突然缩小的局部水头损失进行数值模拟;并与实验值进行比较。结果表明:模拟得到的测压管水头差与实测值吻合较好,局部水头损失系数的相对误差较经验值的相对误差小;圆管突扩与突缩的局部水头损失系数与雷诺数的对数呈良好的线性关系。随雷诺数的增大,局部水头损失和突扩局部水头损失系数逐渐增大;而突缩局部水头损失系数呈减小的趋势。对工程实践中水利工程的设计有重要的指导意义。     

汽轮机调节阀通流及损失特性研究

依据厂方提供的设计数据，在不同升程、不同压比条件下对汽轮机调节阀三维流场特性进行了数值模拟．研究结果表明：阀碟下方的空穴区占据了阀座喉部通流面积的一部分，使得有效的通流面积减小，影响了阀门的通流能力；阀碟附近是整个流场中全压损失最大的区域，占调节阀总损失的60％以上，阀腔以及阀座扩压段内的全压损失相对较小；在相对升程小于6％、压比小于0．7后，环形通道的末端将产生激波，激波带来较大的全压损失．为了提高额定工况下调节阀的通流能力，建议其相对升程应尽可能地提高．     

调节阀内部流场的数值模拟与试验分析

对某一广泛应用的套筒型调节阀内部流场建立模型.通过前处理器生成计算网格,应用CFD软件进行离散求解,得到调节阀内部流场的可视化图形,数值模拟不同开度下流量,绘出调节阀的流量特性曲线,与试验测定的数据进行比较分析.结果表明模拟值与试验值较好的吻合,为后续优化和设计工作提供依据.     

两机共用的尾水调压室水力特性试验研究

针对两台机组共用的尾水调压室进行了水力特性试验，研究了尾水调节室流量经、阻抗孔口水中水流方向及孔口开关形状对尾水调压室水头损失系数的影响，试验结果表明，阻抗式不调压室的水头损失系数并不是现有文献所描述的那种仅与孔口形状充方向有关的常数，而一个与流量比有关的变量，文中给出了不同阻抗也口的高压室水头损失系数关于流量经的最小二乘拟合公式。     

基于Fluent的蝶阀三维流动的数值模拟及分析

结合生产实际,针对大口径蝶阀,运用商用流体计算软件FLUENT,对其不同开度情况下的流场形式进行了三维数值模拟分析.特别是根据分析结果对大口径蝶阀结构进行了相应的改进.分析表明,改进后的蝶阀性能明显提高,流阻系数明显降低,对阀门优化设计有着积极的借鉴作用.     

基于Fluent的蝶阀三维流动的数值模拟及分析

结合生产实际,针对大口径蝶阀,运用商用流体计算软件FLUENT,对其不同开度情况下的流场形式进行了三维数值模拟分析。特别是根据分析结果对大口径蝶阀结构进行了相应的改进。分析表明,改进后的蝶阀性能明显提高,流阻系数明显降低,对阀门优化设计有着积极的借鉴作用。     

基于Fluent的蝶阀三维流动的数值模拟及分析

结合生产实际,针对大口径蝶阀,运用商用流体计算软件FLUENT,对其不同开度情况下的流场形式进行了三维数值模拟分析.特别是根据分析结果对大口径蝶阀结构进行了相应的改进.分析表明,改进后的蝶阀性能明显提高,流阻系数明显降低,对阀门优化设计有着积极的借鉴作用.     

调节阀阀芯型面设计优化模型

以直线型调节阀为研究对象,以阀芯型面设计相关参数为设计变量,以流量系数负值和流阻系数最小为目标,以阀芯型面设计要求和机构尺寸等为约束条件,构建多目标优化模型,运用线性加权权重法将多目标优化问题转化成单目标优化问题,利用Lingo优化软件求解,从而得到阀芯型面设计相关参数。