青海尕曲水电站大口径三偏心主控蝶阀在小开度工况下振动强烈,本文利用其二维图纸建立了蝶阀在不同开度下的流道模型,并利用CFX软件对其流场进行了数值模拟。数值分析结果表明:5%~30%开度区间内蝶阀下游的涡街现象强烈。同时,对蝶板结构进行了优化,优化前后分析结果对比表明:改进后蝶阀流场的涡街效应明显减弱,有效预防涡街共振的发生,为以后大型蝶阀的设计提供了参考。分析及结构优化-电动折弯机数控滚圆机滚弧机张家港电动液压滚圆机滚弧机 扩散率P湍流脉动频率z的生成项Yk有效扩散系数4流场数值模拟4．1流场数学模型的建立首先利用三维建模软件solidworks建立了蝶阀的三维数学模型，蝶板三维模型如图1所示。由于蝶阀的结构复杂，本文将建立好的三维模型导入abaqus软件利用布尔减法运算得到了流道精确的数学模型［6］，如图2所示。图1蝶板三维模型图210%开度下流道模型图2为开度10%时流场的数学模型，为了尽可能地与蝶阀实际工作状态一致，保证进入蝶阀和最终输出蝶阀的流体介质处于稳定流态，在分析计算流场特性时，在蝶阀进、出口端均增加了10倍管口直径长的输入输出管道［7］。由于蝶阀内流体的对称性， 本文由公司网站滚圆机网站 转摘采集转载中国知网整理!   http://www.dapengkuoguanji.com/ 取其半模型进行计算，减少计算量。4．2CFX数值模拟本文借助于Ansys中的Workbench平台进行流场分析［8］，利用其中的mesh模块对流道模型进行了网格划分，并对网格进行了局部加密，分析及结构优化-电动折弯机数控滚圆机滚弧机张家港电动液压滚圆机滚弧机最终得2016年第44卷第5期流体机械43蝶板边缘与阀座密封圈之间的间隙很小，流体的速度增大、压力降低，产生喉口效应，喉口效应导致蝶板边缘的前后均产生强烈的涡流，如图6(a)、(b)所示。由于蝶板轴颈结构复杂以及筋板较多的原因，导致蝶板附近以及轴颈处流动紊乱、流速方向急剧变化，如图6(e)、(f)所示。当流体绕流过蝶板边缘以后在阀门的下游形成涡街流动，到5倍管径处(离蝶板背面约17000mm处)流体趋于平稳，通过不同开度的流体模拟得到了涡街现象的变化规律以及涡流区域的速度特性，如图7，8所示。其中图7的纵坐标涡流长度表示以蝶板背面为零点，涡街现象的区域长度。图7不同开度下涡街影响区域图8不同开度下最大涡流速度从图7，8可知，涡流区域的长度随着开度的增大呈线性规律减小，最大涡流速度在5%～20%区间内急剧减小，30%开度以后趋于平稳。分析结果表明:在小开度时阀门下游的涡街现象强烈，随开度的增大，涡街效应逐步减弱。这与阀门在实际工作中小开度状态下振动强烈相吻合［10］。大口径水电蝶阀不同于小口径蝶阀，其蝶板为焊接组合件，如图1所示，结构筋板较多，这就导致水流通过蝶阀时流动相对复杂。5．2优化前后的对比分析蝶阀流场的主要影响因素为蝶板的结构，从前面的数值模拟结果分析可知:蝶阀轴颈处的结构突变很大且筋板较多，这导致了在蝶阀上游处的流体流动方向急剧变化;蝶板涡街效应起源于小开度时蝶板密封边缘与阀座的空隙处，而此处的蝶板边缘棱角将导致流动方向突变，从而为涡街的产生创造条件［11］。对蝶板的密封边缘加Ｒ10的倒圆，同时将上下轴颈的方形该成半圆形并对轴颈附近的筋板进行改进，改进后的结构如图9所示。运用相同的分析方法，得到了改进后的分析结果，改进前后的数据对比统计分析及结构优化-电动折弯机数控滚圆机滚弧机张家港电动液压滚圆机滚弧机 本文由公司网站滚圆机网站 转摘采集转载中国知网整理!   http://www.dapengkuoguanji.com/