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錐閥
點擊次數(shù)：196 發(fā)布時間：2013-10-24
錐閥流場的數(shù)值模擬與結(jié)構(gòu)優(yōu)化
錐閥具有密封性能好、過流能力強、響應(yīng)快、抗污染能力強等特點，已經(jīng)獲得了廣泛的應(yīng)用。流體在錐閥中的實際流動情況是十分復(fù)雜的，同時對錐閥的各種性能都會產(chǎn)生重大影響，其中包括能量利用率、作用于閥芯上的動力、
錐閥具有密封性能好、過流能力強、響應(yīng)快、抗污染能力強等特點，已經(jīng)獲得了廣泛的應(yīng)用。流體在錐閥中的實際流動情況是十分復(fù)雜的，同時對錐閥的各種性能都會產(chǎn)生重大影響，其中包括能量利用率、作用于閥芯上的動力、流體的噪聲等。所以，運用數(shù)值模擬方法對錐閥內(nèi)部流場進行解析和了解錐閥內(nèi)部流場的特性就顯得相當(dāng)重要了。
1 模型建立
1.1 幾何模型
外流式錐閥主要是由閥座和閥芯組成。尺寸為：d=10mm，d1=d2=100mm，d3=15mm，d5=30mm，d6=30mm，α=45°，k為開度（見圖1）。
圖1 外流式錐閥的結(jié)構(gòu)簡圖
對此模型的相關(guān)假設(shè)如下：
（1）流體為不可壓縮流體，即，ρ為流體密度；
（2）假定錐閥閥芯與閥套配合，沒有徑向間歇，無泄漏；
（3）不考慮流體質(zhì)量力的影響；
（4）假定系統(tǒng)內(nèi)部流體無熱傳導(dǎo)現(xiàn)象；
（5）壁面處無滑移，即固定壁面處速度為零；
（6）流k-ε動狀態(tài)為湍流，采用標(biāo)準(zhǔn)湍流模型。
1.2 數(shù)學(xué)模型基本計算公式如下：
湍流基本方程：
（1）
湍動能k：
（2）
（3）
湍流耗散率ε：
（4）
流量系數(shù)cd：
（5）
式中：A（k）—閥口的過流面積；
Q—流量；
ρ—流體密度；
Δp—進出口的壓力差；
k—閥口開度；
α—錐閥的半錐角；
d—閥入口處直徑。