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应用Fluent研究阀门内部流场

韩宁  
【摘要】:阀门是一种通用设备,它被广泛应用于航空航天、国防建设、工农业生产、市政建设、交通运输和日常生活中。对阀门的要求,一是控制可靠,二是阻力小(正常运行时),因此其结构是关注的重点。过去人们侧重于从机械的角度研究其结构。由于阀门的内部结构比较复杂,流型多变,因此从水力的角度开展阀门内部流动分析的研究,特别是大口径专用阀门的流场研究,有重要的理论意义和实用价值。Fluent软件是目前流场计算功能最全、使用最广的软件,本文利用该软件计算了不同类型的阀门,包括喷射器的内部流场,为该类型研究提供了基础。本文的研究有一定的理论意义和较大的实用价值,对开发新型结构阀门、推进该项研究有积极意义。 论文的主要内容包括: (1) 简述了阀门研究的现状与发展,在分析与总结国内外流体流动模拟研究的基础上,探讨开展阀门内水流运动数值模拟的意义; (2) 对特定型号的射流泵进行了内部流场的数值模拟研究,并与实验数据相比较,验证了应用Fluent进行数值模拟的可行性和可靠性; (3) 针对调流阀的特点,对特大口径环喷式流量调节阀进行流场计算,其设计指导思想如下: 1、控制旋涡,减小旋涡区,减小涡的强度; 2、控制压力分布,使阀体受力更均匀,改善局部应力状态,提高阀门使用的安全性; 3、最小绝对压力高于水的汽化压力,不产生汽蚀。 同时,兼顾到调流阀自身的两个主要矛盾:消能与振动的矛盾、调流与过阀损失的矛盾,从水力的角度对该阀进行了优化设计。 (4) 对桁架式蝶阀进行了三维流动计算,并通过对计算结果的分析,得出了对工程设计与运行管理有益的结论与建议。


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