高水基安全閥流場(chǎng)的CFD仿真.pdf

1、本文利用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)CFD(Computational F1uid Dynamics)軟件FLUENT對(duì)液壓支架安全閥的流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬與分析計(jì)算。 本文按照實(shí)際使用中的安全閥的參數(shù)，采用AutoCAD和UG軟件，建立了安全閥流場(chǎng)的二維和三維幾何模型。運(yùn)用FLUENT前處理軟件GAMBIT進(jìn)行了網(wǎng)格的劃分。在FLUENT軟件中對(duì)兩種模型的流場(chǎng)進(jìn)行了穩(wěn)態(tài)數(shù)值模擬，并對(duì)二維模型進(jìn)行了動(dòng)態(tài)模擬。 在開口度相同、邊界條件不同

2、和開口度不同、邊界條件相同時(shí)對(duì)流場(chǎng)進(jìn)行模擬，找出影響安全閥流場(chǎng)壓力和速度分布的因素。過流斷面面積突變處，存在回流現(xiàn)象，從而會(huì)出現(xiàn)漩渦區(qū)。在穩(wěn)仿真過程中，邊界條件是固定的，改變邊界條件重新進(jìn)行穩(wěn)態(tài)仿真，得到最低壓強(qiáng)為負(fù)值，求出在節(jié)流口處壓強(qiáng)最低為-0.92MPa，計(jì)算出在節(jié)流口處壓強(qiáng)最低時(shí)的空化系數(shù)為-0.028，會(huì)產(chǎn)生氣穴。下面采用空化模型進(jìn)行仿真，得到汽化水的體積分?jǐn)?shù)為0.892，證明確實(shí)產(chǎn)生了氣穴。通過壓力和速度矢量圖可以看到在閥內(nèi)

3、出現(xiàn)了漩渦和氣穴，從而將產(chǎn)生噪聲和振動(dòng)，嚴(yán)重影響閥的工作性能和效率，對(duì)閥的流道進(jìn)行改進(jìn)，把面積直角突變改為平滑圓角過渡，通過仿真發(fā)現(xiàn)截流口處的最低壓力明顯提高，漩渦的數(shù)量和強(qiáng)度均降低。把改進(jìn)后模型的仿真結(jié)果與原模型的仿真結(jié)果進(jìn)行比較，為閥的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。 閥芯的運(yùn)動(dòng)速度為0.001m/s，得到了閥芯在運(yùn)動(dòng)過程中的壓力和速度矢量分布圖，閥芯在閉合的過程中液體的流動(dòng)比開啟過程和靜態(tài)時(shí)的流動(dòng)曲線圖要復(fù)雜得多，漩渦的數(shù)量和強(qiáng)度都