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電動蝶閥的流體及結(jié)構(gòu)分析

[ 2020-11-23 ]

DN1200公稱通徑的電動蝶閥為例,基本的分析條件如下:

公稱通徑:  DN1200   

公稱壓力:  PN1.6MPa  

介    質(zhì):  水   

溫    度:10~38℃  

介質(zhì)流速:2.5m/s (管道內(nèi)平均介質(zhì)流速)

開閥時間:45s

關(guān)閥時間:45s
電動蝶閥

一般蝶閥需要通過分析得到的數(shù)據(jù)如下:

1) 不同開度下的管道及蝶板上壓力分布

2) 不同開度下的管道及蝶板上速度分布

3) 不同開度下的流量特性曲線(閥門開度—流量系數(shù))

4) 不同開度下的水頭損失曲線(閥門開度—水頭損失)及流阻系數(shù)

5) 不同介質(zhì)(水和空氣)的額定流量系數(shù)及不同壓差下的流量系數(shù)

6) ……

 

對于電動閥門來說,閥門從關(guān)閉狀態(tài)到打開狀態(tài),開度是不斷就加大的,所以在了解不同開度的情況時,需要分析不同的開度狀態(tài),為了比較清楚的了解不同開度的情況,把蝶閥的開度設(shè)為5°、10°、15°、20°、25°、30°、35°、40°、45°、50°……,每5度為一個工況,直到閥門完全打開,可以共分析十幾種工況,現(xiàn)以其中的一種工況(即開度為45°時,壓差流量等情況)為例,來了解下分析的過程。 

 

蝶閥的三維模型要準(zhǔn)備好,各個開度都做一個配置,在這里主要做45°示例。需要在蝶閥的兩段增加一定長度的管道,以便流體到閥門的時候是和真實情況比較接近的。

1、在SolidWorks中的插件中選擇 Flow Simulation;

2、根據(jù)向?qū)陆ㄒ粋€流體項目,設(shè)置流體基本參數(shù),單位設(shè)為“SI”國際單位制;流體介質(zhì)設(shè)為水;由于閥體類分析皆屬于內(nèi)流,故設(shè)為內(nèi)流;本例不考慮熱傳導(dǎo);閥體內(nèi)部和蝶板所有過流面設(shè)固定墻邊界條件。其他保持默認(rèn)設(shè)置,設(shè)置完畢提交后軟件后即找流體計算區(qū)域如圖,如下圖軟件自動找到流體域。
3、設(shè)置邊界條件和目標(biāo),設(shè)置入口的速度和出口的環(huán)境壓力,如下圖所示:
4、設(shè)置目標(biāo),主要有出口的速度平均值,進(jìn)口的壓力平均值,碟板的扭矩,流體的密度平均值等。如下圖所示:
5、網(wǎng)格大小默認(rèn),運行流體分析,得到分析結(jié)果,當(dāng)開度為45°時,管道及碟板上的壓力分布云圖及流線圖如下:通過云圖得到進(jìn)口平均壓力和出口平均壓力,將其帶入流量系數(shù)計算公式,然后就可以計算流量系數(shù)。

注:閥門的流量系數(shù)是衡量閥門通透能力的重要指標(biāo),流量系數(shù)的大小取決于閥門的結(jié)構(gòu)和尺寸及決定液流直線性的體腔結(jié)構(gòu)與形狀、等截面性等。閥門的流量系數(shù)越大說明流體流過閥門壓力損失越小。在一定程度上可以認(rèn)為,閥門體腔內(nèi)的每個零件可以看作為一個產(chǎn)生阻力的元件系統(tǒng)(流體的轉(zhuǎn)彎、擴(kuò)大、收縮、再轉(zhuǎn)彎等),因此閥門的壓力損失,大致等于閥門的各個零件的壓力損失的總和。API6D-2008idt ISO14313:2007《石油天然氣工業(yè)—管線輸送系統(tǒng)—管線閥門》標(biāo)準(zhǔn)說明,流量系數(shù)Kv的定義是:水在5(40°F)--40°C(104°F)之間流經(jīng)閥門時產(chǎn)生1bar壓力損失的體積流量,用每小時立方米表示:

注:如果不做流體分析只做靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析,那么碟板上的壓力就需要經(jīng)驗或者去測量,而且很多時候不是很精準(zhǔn),先做流體分析就可以相對準(zhǔn)確些。

 

 

 

本文標(biāo)題:電動蝶閥的流體及結(jié)構(gòu)分析 本文地址:http://bu826.com/tech-diefa/2787.html

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