基于Fluent軟件的大口徑蝶閥流場研究.pdf

1、蝶閥作為大型管道系統(tǒng)廣泛使用的一種控制設備，它的控制可靠性、安全性、制造和運行成本、高壽命對于國民經濟具有重要意義。傳統(tǒng)的蝶閥設計方法主要依據半經驗公式與工程設計手冊、圖表等，其中的各種經驗常數、修正系數都是通過大量實驗獲取的，這往往需要大量的實驗數據，不僅投入高、周期長，而且加大了設計制造成本。本文旨在應用計算流體力學方法為蝶閥設計提供一種新的途徑，通過數值模擬不但可以獲得產品設計所需的流動特性參數，而且還可以掌握流場內部的詳細情況，

2、如壓強分布、流速分布、流動分離狀態(tài)、空化現象發(fā)生部位以及非穩(wěn)態(tài)過程中各參數的變化，同時使得應用數值模擬的方法進行蝶閥流阻系數計算和動水力矩計算成為可能，從而有效的指導蝶閥的優(yōu)化設計。
　　論文的主要內容包括:
　　(1)簡述了閥門研究的現狀與發(fā)展，蝶閥的發(fā)展概況、應用領域及其重要意義，介紹了蝶閥的基本特性，指出了當前蝶閥的主要設計方法和存在的主要問題，進而導出了本課題的研究背景、研究意義和研究方法，同時闡述了數值模擬相關理論

3、。
　　(2)對蝶閥流動特性進行三維數值模擬與分析，計算蝶閥的流量系數和水力轉矩系數，通過與實驗數據進行比較，驗證所建計算模型進行蝶閥流場數值模擬計算的適用性;分析蝶閥在多個開度下的流場結構，對各個開度下的壓強、流速和流線進行分析。
　　(3)對蝶閥在特定工作環(huán)境下進行數值模擬與分析，計算蝶閥在多個開度下的流阻系數;計算蝶閥在多個開度下的動水力矩，并與理論計算結果進行了比較分析，得出最大動水力矩時蝶閥的開度范圍;比較常流量下

4、和變流量下的蝶閥空化系數，分析容易產生空化的原因，提出了避免空化的觀點。
　　(4)對蝶閥空化現象進行數值模擬與分析，結合工程實際，研究不同入口壓強和不同管道結構對蝶閥空化流場的影響，進而提出幾種減小空化的具體方法。
　　(5)對蝶閥流動特性進行非穩(wěn)態(tài)數值模擬與分析，獲得蝶閥在不同啟閉時間內的流量變化情況和閥盤所受阻力系數、升力系數、動水力矩系數的變化情況，同時分析蝶閥內部流場分布狀態(tài)，分析空化現象，得出對工程設計與運行管理