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阀口形状对套筒夜色321看片资源站调控特性的影响

类别:夜色321看片资源站夜色321看片资源站 | 发布日期:2020年02月28日

为了满足管道系统调节性能的要求,本文基于计算流体力学(CFD),研究了阀口节流截面形状对套筒夜色321看片资源站调控的影响。讨论了椭圆型阀口、V 型阀口和扇形阀口 3 种类型的节流阀。结果表明,流道的几何形状对流量系数影响很大;V 形阀口具有类似的等百分比流量特性;扇形阀口具有类似的线性流动特性。相对特性随截面形状的变化而变化。在小开口时,夜色321看片资源站的内部流动更为复杂。阀芯附近的能量损失相对较大。

符号说明

ρ--流体密度,kg/m3;
U--速度,m/s;
τij--平均流动的黏性剪切应力;
τij′--由速度波动引起的雷诺应力; d ——夜色321看片资源站进出口直径,m;
D ——管道直径,m;
G ——能量传递速率,W/(K•s); k ——湍动能,J; K ——流量系数;
P ——静压值,Pa;
Q ——体积流量,m3/h; β——常量,β =0.09;
Δp ——压差,Pa;
ε——湍动能耗散率,%;
κ ——熵产指数;
夜色321看片资源站 i,j ——下标,笛卡尔坐标系中的 3 个方向。

引言

控制阀夜色321看片资源站主要用于控制管道系统中的流体流动。 套筒夜色321看片资源站是控制夜色321看片资源站的一种,其特点是内部结构复杂,流量特性由流通截面决定。但是,单流量特性的限制了夜色321看片资源站的使用范围,对套筒夜色321看片资源站不同节流段的流量特性进行研究,可以为夜色321看片资源站的优化提供参考。

图 1 套筒夜色321看片资源站流线

Guillermo 等[1],使用计算流体动力学(CFD)评估了几何形状对3D 控制阀性能的影响。Bruce 等 [2]提出了一个模型测试程序,该程序可用来确定闸阀噪声源。Jazi 等[3]研究了阀座几何形状引起的空化声学波形,对识别球阀内的空化具有很[4]开发了一种用于不同类型和扇形阀口(如图 2 所示)型液压阀的流动参数化建模的方法。

图 2  3 种不同形状的开口

Claudio[5]研究了通过球阀和闸阀的流量,并改进了两相流条件下的压降计算模型。Dazhuan 等 6 引入 CFD 方法拟合压力控制阀的流量 压力曲线,通过实验验证了仿真结果的准确性。 Garcia-Sandoval 等[7]利用热力学对阀内熵产生的 Lyapunov 候选函数进行了分析,并提出了一种基于阀内熵产生的系统。计算流体动力学(CFD)技术是分析流体机[ ]械内部流场的一种成熟方法 8-11 。本文采用基于有限体积法的商业软件 FLUENT 分析了套筒夜色321看片资源站内部流动特性和相关系数。

1 数值模拟方法

湍流被认为是具有不规则旋转的高度复杂的三维非定常流动。使用标准 k-ε 湍流模型,基本控制方程主要由连续性方程和 Navier-Stokes 方程组成。 连续性方程[12]可以写成:

夜色321看片资源站Navier-Stokes 方程[13]可以表示为:

计算网格如图 3 所示。为了提高仿真效率,采用了结构网格与非结构网格相结合的混合网格技术,引用 SIMPLEC 算法以提高计算精度,上游和下游管道长度为 10D(D,管道的直径),不同开度,不同阀口的网格数从 302 万到 315 万不等。为了验证网格数对计算结果的影响,研究了 3 种不同数量的网格。表 1 为网格无关性验证结果,在全开工况下,夜色321看片资源站上游 2D 和下游 6D 之间监测压降。结果表明,当网格数超过 300 万时,压降相似。为了提高计算的效率和精度,数值模拟采用了 300 万网格模型。

夜色321看片资源站三维计算网格

不同开度夜色321看片资源站流量系数

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