大口径阀门阀内流道设计
发布时间:2018-03-28
调节阀流道设计是很重要的, 直接影响产品的流通能力。本文采用CFD 仿真实验的方法,利用三维建模软件对DN600 型套筒调节阀流道进行了三维设计,得到大口径阀门流通区域的三维模型...

      调节阀流道设计是很重要的, 直接影响产品的流通能力。本文采用CFD 仿真实验的方法,利用三维建模软件对DN600 型套筒调节阀流道进行了三维设计,得到大口径阀门流通区域的三维模型;再以连续性方程、Reynolds 应力平均法简化的三维瞬态N-S 方程、能量守恒方程组成CFD 仿真分析的的控制方程,并用有限体积法对控制方程进行离散[1];然后根据《GB/T 17213.2-2005:1998 工业过程控制阀》中的相关规定, 同时参考实际提供的工况数据,设定适当的边界条件,得到大口径阀门内部流体流动仿真分析模型;最后利用流体分析软件进行数值求解和优化,得到合适的内部流路。
     此类大型球阀多用于高水头水电站的主进水阀,其作用主要是切断上游水流,此大口径阀门的质量关系到整个电站的安全,因此在出厂前需要做水压试验。试验必须考虑最恶劣的工况,活门水压测试应在球阀关闭位置,并且要承受最大静水压力的1.5倍,此静水压力对应的就是最大上游水位高程与球阀高程的差。本文采用某水电站数据,其上游最大水位高程与球阀安装高程相差200米,故在球阀关闭状态时,作用于球阀活门上游测的压力为2MPa压力,其试验压力按1.5倍的额定压力,其数值为3MPa,此压力就是我们要加载到模型上的载荷。

     大口径阀门活门承受的载荷通过活门两侧的耳柄传递到活门上,活门上的载荷再通过球阀阀体传递到埋入基础,因此活门承受的约束即为活门反作用于活门耳柄上的约束,并且耳柄是可以旋转的,故此处耳柄的约束为滚动轴承接触。

     综上所述,在额定工作压力下进行分析,活门的应力和位移均能满足要。若在试验压力下进行分析,应力和位移不能满足设计要求并且存在危险,若在实际使用过程中会增大球阀的运行风险,降低球阀使用寿命。因此从安全和经济性角度出发,我们需要在活门上布置加强筋板和增加密封座厚度来解决这些问题。