环状流在球阀开启过程的变化状况研究

环状流在阀门中流动结构变化研究对石油水环运输稳定性具有重要意义.采用VOF模型与CSF模型进行油水环状流在球阀内的流动模拟,并进行了实验验证,模拟结果与实验结果一致.比较不同阀门开度对后续管道中环状流油水体积分数的影响,结果表明,球阀的开度越小,阀后管道内油相容易被高速水流切割成小颗粒,不利于后续石油运输.进一步比较了油水环状流与石油单相流通过阀门的压力损失,得到油水环状流输送石油的效率提升效果.     

入流条件对球阀内油水环状流演变的影响规律研究

为了分析入流条件对球阀内油水环状流动状态的影响,采用VOF模型追踪油水界面,并用标准k-ε湍流模型描述湍流,建立油水环状流控制方程.分析了不同入流条件(速度、油相性质)下的油水环状流的油相体积分数、阀两端压力差、油相粘壁距离的变化.结果表明,油相流速增加,油相体积分数先增加而后趋于一定值,阀两端压力差呈现上升趋势,油相粘壁距离先下降而后上升.随着油相粘度增加,油相体积分数增加、阀2端压力差增加、粘壁距离降低.     

基于流固耦合的压缩机吸气阀组气动噪声研究

往复式压缩机吸气阀组工作过程存在明显的流固耦合现象,现有的固定阀片开度的数值仿真模型大多没有考虑流固耦合现象,而考虑流固耦合现象的数值仿真模型由于忽略了活塞和阀板的作用难以获取足够的声源信息。文章建立考虑活塞和阀板作用的流固耦合数值仿真模型,并与其他模型获得的运动、流场和声场特性进行对比,结果表明：所建立的流固耦合模型能够更准确地描述吸气阀组的工作过程,获得更丰富的声源信息;基于该流固耦合数值仿真模型开展通流截面参数对吸气阀组气动噪声的影响分析,并优化设计了截面参数。     

油水两相流超声波衰减测试方法

针对油水两相流过程参数超声衰减测试机理问题,采用基于有限元方法的多物理场耦合数值仿真技术,建立超声波激励作用下的被测场二维几何剖分模型。通过计算油水两相流场中超声波的声压,分析超声衰减随两相流相含率变化的规律。对油水两相流水包油核心流、油水分层流,以及均匀分布的分散流分布状态下,不同的油相含率对超声衰减的影响进行数值模拟和实验验证。研究结果表明:不同的相分布和相含率对超声衰减影响较大,且之间存在一定的规律。     

V型调节球阀内部流场分析及空化预测

以某型号的V型调节球阀为研究对象,基于计算流体力学数值模拟的方法,采用Mixture混合相模型和Zwart Gerber Belamri空化模型对V型调节球阀三种不同开度下的内部流场进行分析,得到了其压力场分布和速度场分布.研究了阀内流体流动状况,并对阀内发生空化现象的区域以及空化强度进行了初步的分析和预测.分析结果表明:随着阀门开度的增大,阀内负压区后移,流速增大且阀内发生了流动分离;在V型阀口后及阀体后部靠近阀出口处发生了空化,随着开度的增大,空化强度增强.将二维与三维流道模型的数值模拟结果进行比较,定性分析时,两者可得到一致的结论;定量分析时,两者在模拟结果的数值上存在差异,三维模型更具有指导意义.     

不同物性的流体在球阀内流动结构研究

流体的物性参数对其在阀门内流动产生较大的影响.利用数值模拟方法分析不同物性的流体流经不同开度球阀时流动结构的变化情况,探讨流体的物性参数对其通过阀门时流动结构的影响规律.结果表明,不同物性参数的流体均表现出相似的流动结构变化趋势,进一步对比了不同开度下各流体在球阀后产生流动结构(射流与涡旋)的变化,其黏度越高,阀后流动结构的变化越迟缓,速度突变也越小.     

电动式EGR阀流固耦合共轭传热研究

通过CFD数值模拟的方法对型号为TE601的EGR阀进行了流固耦合传热的数值模拟。模拟过程使用EGR阀门最大开度进行分析,得到了有无冷却水两种情况下阀体和阀杆的温度场。针对两种情况下的结果进行分析对比,提出了冷却水道的设计方案,为进一步分析计算阀体和阀杆的热应力和热变形提供了理论依据。     

基于流固耦合方法的气压密封阀仿真分析

针对气压密封阀的流固耦合问题应用一种解耦分析方法,并利用循环迭代法建立了统一的流固耦合计算模型。在流固耦合模型基础上,使用有限元分析(FEA)和计算流体动力学(CFD)联合计算方法对气压密封阀进行仿真分析,得到气压密封阀在流固耦合作用下的工作特性,并且对不同结构参数的模型进行了研究。通过分析不同气体压力、控水环和密封环厚度下气压密封阀的变形,给出了气压密封阀的变形规律,同时还给出流体运动状态,为气压密封阀的优化设计提供了依据。     

锥形节流阀的三维流-固耦合非稳态动力学特性仿真分析

针对特种重型车辆用液阻减振装置的一种锥形节流阀的动态工作过程,建立了该阀较精细的三维流-固耦合有限元仿真分析模型,利用直接耦合计算方法求解入口瞬态流速激励下锥阀的耦合动力学响应;通过对锥阀在多种弹性压紧力特性、结构设计状态和多种入口流速激励工况下的流体压强差及速度分布、阀门开度及阀芯受力等动态响应的细致量化分析,解释了锥阀流-固耦合自激振动现象的机理:当弹簧预紧力较大而入口流速较小时,锥阀在开启过程中必然出现阀门开度高频波动、阀芯回弹接触冲击等流-固耦合自激振动现象;取消弹簧预紧力,即可有效地抑制阀门开启过程的非稳态自激振动;入口流速幅值较大时,阀门开启波动过程缩短。这些认识对于解决许多流体阀系存在的流-固耦合自激振动问题具有重要意义。     

基于CFD的数字V型球阀特性研究

以数字v型球阀为研究对象,建立了阀门内流场几何模型与网格模型,运用CFD相关理论与软件,仿真分析了阀门内部的三维流场,得到了v型球阀恒压差、不同开度下的体积流量与相对流量等数据．研究了数字v型球阀相对体积流量与相对开度的关系、步进电机数字脉冲信号与阀门开度的关系及步进电机数字脉冲信号与阀门相对开度的关系．建立了数字v型球阀的理想流量特性曲线、位移曲线与静态特性曲线．