緊急切斷閥二維流場數(shù)值模擬

1、緊急切斷閥是槽罐車緊急切斷裝置中的主要安全附件，性能優(yōu)良的緊急切斷閥，是罐車上不可或缺的重要安全屏障。近年來，隨著計算機(jī)技術(shù)和計算流體動力學(xué)理論的發(fā)展，應(yīng)用CFD方法對各種閥門的內(nèi)部流場進(jìn)行仿真計算和可視化分析，是流體機(jī)械領(lǐng)域新的研究熱點之一，其研究成果對閥門結(jié)構(gòu)參數(shù)的改進(jìn)及其流道的優(yōu)化設(shè)計，均具有重要的指導(dǎo)作用。本文運(yùn)用CFD方法并采用Fluent軟件，對閥口不同開口度、不同流量狀態(tài)下的緊急切斷閥的內(nèi)部流場進(jìn)行數(shù)值模擬分析，并依據(jù)可視

2、化的分析結(jié)果得出緊急切斷閥內(nèi)部流場（速度分布、流場結(jié)構(gòu)、漩渦的產(chǎn)生及消失等等）與噪聲、能量損失機(jī)理之間的關(guān)系，從而為緊急切斷閥內(nèi)部流道的優(yōu)化設(shè)計，提出理論依據(jù)。1模型的建立1.1幾何模型緊急切斷閥的主要零部件，有閥體、閥芯、閥桿、液壓啟閉機(jī)構(gòu)等，其結(jié)構(gòu)見圖1。圖1緊急切斷閥的結(jié)構(gòu)圖在正常情況下，緊急切斷閥處于關(guān)閉狀態(tài)。在罐車卸料時，通過啟動液壓閉啟機(jī)構(gòu)將其打開，卸料結(jié)束再將其關(guān)閉。卸料過程中，如出現(xiàn)管道破裂或脫落等緊急意外狀況，導(dǎo)致介質(zhì)

3、流出的流量急劇增大，緊急切斷閥將能夠自行關(guān)閉，使物料不再外泄，這就是“過流保護(hù)”功能。1.2數(shù)學(xué)模型假設(shè)：流體不可壓縮，重力影響忽略不計，閥內(nèi)流體為定常流動。在此情況下，閥內(nèi)流體的二維流動控制方程如下：（1）連續(xù)性方程（1）3.1相同邊界條件不同開口度下數(shù)值模擬比較為了說明開口度對緊急切斷閥內(nèi)流場的影響，本文在給定邊界條件，分析比較了流速相同，開口度不同時的計算結(jié)果。仿真結(jié)果如圖3和圖4所示（取流速為7.6ms）。（a）速度分布圖（b）