直通式截止阀的流场分析对比与试验研究

题名	直通式截止阀的流场分析对比与试验研究
作者	赵志琦
导师	张伟政
答辩日期	2016
学位名称	硕士
关键词	截止阀介质流向流场分析对比分析试验研究
摘要	截止阀广泛的应用在管路系统中,在系统调节方向和流体传动中承担着重要作用,通过不同的阀芯开度用来调控管路出口处流体介质压力的大小与流量。所以,了解流体在阀腔体内部的流动规律,有助于合理的选择阀芯结构和流体介质的流向有着重要意义。而随着CFD技术的不断发展和广泛应用,为研究阀体内流场提供了一种可行的方法。论文以一种直通式截止阀作为研究对象,通过数值分析和试验研究相结合对比的方法,分别在流体介质不同的流向下,分析和对比两种流向下阀体内流场的特性及其稳定性,并对流场进行数值计算分析,同时对该截止阀进行试验加以验证。具体内容可归纳如下:论文依据所提供的的直通式截止阀参数,加以计算设计并作出CAD图纸,根据阀门的结构尺寸,使用常用的三维建模软件solidworks,对该截止阀阀体、支架、手轮、阀盖、阀瓣和连接件结构构建三维模型并加以装配。抽取出截止阀的内流道,应用CFD网格技术,使用结构性适应强的非结构化网格对该截止阀的阀体流道运算区域进行离散化处理,用ICEM来生成网格。基于N-S控制方程和标准k-ε湍流模型,让阀处在十个不同的开度下,对其流道内流场的流动进行定常稳态三维数值模拟分析。求得在相同的边界条件下阀体内部的压力、速度、和速度矢量分布图。依据得到的云图,分析对比两种不同介质流向下腔体内部的压力、速度等的计算数据,找出其相似点和不同点。对该截止阀进行试验研究,分别将介质从低进高出和高进低出两个方向进行外特性试验,得出试验数据,绘制出截止阀在不同开度下的流量、流阻特性曲线图。将试验结果和模拟分析结果进行对比研究,试验验证了模拟计算的正确性和可行性,依据试验和模拟结果在文中说明介质低进高出与高进低出时截止阀各自有什么特点。为进行进一步的探索研究,在相同的阀体腔道内,对阀门进行优化分析,通过修改阀瓣结构,对比两种不同阀瓣结构下流场的稳定性和阀门外特性,得到在不同阀瓣结构时流场的特性曲线图。表明内旁通结构的阀瓣更有利于流体介质的流通,能够一定程度上减小流体的流动阻力,也能减小介质流向为高进低出时的开启力,同时也能使阀门结构更为紧凑。通过上述的对比分析研究,能为截止阀流场流道的优化及不同介质流向下截止阀的安装方向提供一定的借鉴和参考作用。
页数	59
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语种	中文
收录类别	CNKI
中图分类号	TH134
文献类型	学位论文
条目标识符	https://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/91869
专题	兰州理工大学
作者单位	兰州理工大学
第一作者单位	兰州理工大学
推荐引用方式 GB/T 7714	赵志琦. 直通式截止阀的流场分析对比与试验研究[D],2016.