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基于CAE、CFD技术的迷宫式调节阀设计应用概述

稿件来源:科技与企业 2015年16期 期刊  作者:倪红英  点击:1433次 发布时间:2019-11-25
 
【摘要】

本文基于迷宫式调节阀的设计研发,简单阐述了CAE、CFD技 术推进设计研发的作用。从有限元分析的一般方法出发,结合迷宫式调节 阀的节流降压特点,具体介绍了流场模拟、应力应变模拟、流固耦合模拟 在阀门设计研发中的应用。本文提出的有限元应用方法可以指导一般阀门 的设计研发。


【正文试读】

1、前言

 当前,在国内能源供求形式日益紧张的大环境下,超超临界机组在 降低煤耗、提高发电效率、环境保护上,是最现实、有效、可行的选择。 上海电力修造总厂有限公司进行超超临界机组阀门新技术、新产 品新工艺的开发研制,有效地解决了传统阀门普遍存在的气蚀、噪音、 振动、泄漏、卡涩等问题。阀门在电站主机的启动、停机过程中要承受很 大的冲击,其优劣直接影响到阀门的寿命。阀门的流通性能和受力状况 是由几何形状来决定,合理的几何结构布置一般都要通过无数的实验来 测定。由于实验费用高,周期长,形成一个成熟的产品需要很大的投入 以及很长的时间。计算机硬件的发展使得用数值模拟的方法来预测阀门 的性能以及指导设计和实验成为可能。通过数值模拟方法量化阀门内 流体的流动参数、阀体阀杆的应力应变,结合流固耦合理论分析流体和 固体的相互影响可以很好指导阀门的设计研发。

2、数值模拟
2.1建立几何模型
 

以三维造型软件UGS NX7.0平台建立阀门几何模型,迷宫式调节 阀具有特殊的迷宫式芯包结构,如图1所示。              
2.2分析条件

 三维流体流动模拟的分析条件包括以下几点:

1)流场的边界条件 如:进出口流速、压差等。

2)流动介质的物理属性如:密度、温度等。

3) 分析采用的湍流模型等等。结构静力学分析包括零部件的接触、载荷 等。


 
 
【关键词】:调节阀;迷宫芯包;CAE;CFD;流固耦合
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