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Flow Simulation在控制阀流场设计中的应用

作者:Simwe    来源:佳工机电网    发布时间:2012-11-07    收藏】 【打印】  复制连接  【 】 我来说两句:(0逛逛论坛

在流体的范围和初始条件确定后,系统将生成网格。在流体计算中,一般认为六面体或四边形的计算网格比四面体或三边形计算精度高,特别是在相对复杂的模型中更是如此。但是六面体或四边形的网格划分比四面体或三边形的网格划分耗时长,因此要根据具体的情况合理选择网格划分类型。因为用于分析的模型本身是处理过的,不存在窄缝及小网格划分的情况,这样可以避免计算机花较长的时间去处理不必要且不会影响计算精度的小特征,提高网格划分效率。

计算完成的结果如图5和图6所示,其中,压力分布情况如图5所示,速度分布情况如图6所示。
 

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除此之外,在现实工程中,气体中会有一些固体颗粒,这些固体颗粒悬浮在气体中,以10~50μm的颗粒为主,质量流量为0.002kg/s。固体颗粒在气体中受重力、浮力以及流体对固体颗粒的扰动力,另外在固体颗粒质量浓度不同的情况下,还要考虑固体颗粒之间的互相碰撞。对于此次分析,在气体流动速度不高,雷诺数不大,气体内基本无扰动,属于层流,因此可以先假设固体颗粒是均布于整个气体空间且与气体分子拥有一致的速度矢量——当然这样的假设是否正确还需要在分析结果出来后进一步评估。这些颗粒在控制阀内的运动情况如图7所示。

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图7

综合以上的分析结果,可以进一步得出阀芯再次开启时所受到的静态气动力和动态气动力分布,这些参数对于确定阀门控制元件参数起指导作用。同时,固体颗粒对阀芯所形成侵蚀也可以确定,为下一步选择阀芯材料及热处理工艺提供依据。因为模型在送交分析时,已经做过了简化,这样的简化是不是合理还需要进一步评估。如图8所示,从以上的分析结果来看,阀芯后的流体速度不会是这样的,因为这里有阀芯的支持零部件,因此需要进一步评估简化模型带来的影响。

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Flow Simulation可以帮助设计人员在很短的时间内,对产品的特性做一个全面的了解,提供有价值的指导性意见,当然软件不是万能的,它仍然需要设计人员根据自己所掌握的理论知识、经验以及判断去甄别Flow Simulation提供的计算结果是否正确。因此,在设计之初对产品进行整体考虑是有必要的,把可能的条件考虑全面,设计过程中不断对边界条件进行修正,也是一个循环的过程,只有这样才能设计出功能完善的产品。

 
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