球閥啟閉動(dòng)態(tài)特性的數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、球閥具有流通能力大、密封性能好、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛地應(yīng)用在石油煉制、化工、制藥行業(yè)。通常球閥最適宜直接做開(kāi)閉使用，但是近年來(lái)隨著球閥使用越來(lái)越廣泛，球閥也逐漸用于節(jié)流和調(diào)節(jié)流量的作用。而在調(diào)節(jié)過(guò)程中，球閥的動(dòng)態(tài)過(guò)程會(huì)使球閥及其周?chē)苈樊a(chǎn)生漩渦或水擊等，甚至?xí)绊懞烷y門(mén)相連的管路系統(tǒng)。因此，本文對(duì)球閥啟閉動(dòng)態(tài)過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究，分析球閥啟閉動(dòng)態(tài)過(guò)程對(duì)球閥性能曲線(xiàn)及內(nèi)部流場(chǎng)的影響，為球閥的設(shè)計(jì)與使用提供參考和依據(jù)。主要內(nèi)容如下：

2、
　　（1）運(yùn)用三維造型軟件UG對(duì)球閥及其內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行三維實(shí)體建模，并利用GAMBIT對(duì)內(nèi)部流道的三維模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分。基于球閥啟閉過(guò)程的外特性實(shí)驗(yàn)測(cè)試，獲得四種不同開(kāi)啟和關(guān)閉時(shí)間（18s、23s、34s和70s）及穩(wěn)態(tài)工況（認(rèn)為穩(wěn)態(tài)工況是啟閉時(shí)間接近無(wú)窮大的工況）下流量和閥門(mén)進(jìn)出口壓力隨時(shí)間的變化曲線(xiàn)，作為數(shù)值模擬的進(jìn)出口邊界條件。采用滑動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)對(duì)球閥啟閉過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬。
　?。?）分析實(shí)驗(yàn)獲得的不同啟閉時(shí)間下的流量和

3、進(jìn)出口壓力變化，得到了不同啟閉時(shí)間對(duì)球閥流量及進(jìn)出口壓力的影響。并對(duì)比分析四種不同開(kāi)啟和關(guān)閉時(shí)間及穩(wěn)態(tài)工況下閥門(mén)壓差和流阻系數(shù)的實(shí)驗(yàn)與數(shù)值模擬結(jié)果。揭示球閥開(kāi)啟和關(guān)閉過(guò)程的壓差與流阻特性隨開(kāi)啟和關(guān)閉時(shí)間的變化規(guī)律以及球閥開(kāi)啟和關(guān)閉過(guò)程的差異性。
　?。?）對(duì)啟閉過(guò)程中20％、40％和70％時(shí)球閥內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行研究，分析了球閥在20％、40％、70％開(kāi)度下的壓力和速度場(chǎng)，得到了啟閉時(shí)間對(duì)啟閉過(guò)程內(nèi)部流場(chǎng)的影響。同時(shí)，對(duì)34s開(kāi)啟和關(guān)閉