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基于ADINA 的梭式止回阀流固耦合性能分析及优化

原文作者:
  程国,栋蔡勇,臧红彬,刘罡,王江勇
发布时间:
  2014-08-13
来    源:
  (西南科技大学制造科学与工程学院制造过程测试技术教育部重点实验室
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【摘要】梭式止回阀作为管道非能动技术的关键组成部分,可以在无人力或外加动力驱动下自动实现管道系统的安全保障作用,可以有效地降低输流管道中意外事故的发生。围绕大口径梭式止回阀的流固耦合性能数值分析展开,以ADINA 软件为平台,建立梭式止回阀的流固耦合有限元模型,对管道流场进行动态分析,给出了数值模拟计算数据。根据分析结果,对梭式止回阀的结构设计提出了优化方案,使梭式止回阀在管道流体中的运动流场更趋于平稳,从而有利于提高梭式止回阀的使用寿命及安全性。
1 引言
    由于止回阀能防止管路中的介质倒流,主要用于介质单向流动的管道上,只允许介质向一个方向流动,以防止发生事故,因此被广泛应用于石油、化工、热力网、冶金、自来水等领域。一般止回阀靠重力关闭,安装位置受到限制,密封性能较差。由曾祥炜研究员发明的梭式止回阀结构设计合理,安装不受位置限制,其优越性在相关大型企业得到了充分体现[1]。但目前只有小口径(直径在100mm 左右)的梭式止回阀投入了一些领域的使用,在大口径(直径不小于200mm)的梭式止回阀研究中还有很多性能需要做大量地试验与分析。ADINA 系统是一个单机系统的程序,是全球通用流固耦合最强的有限元分析软件,其非线性问题稳定求解、多物理场仿真等功能一直处在全球领导地位。分别建立流体与固体有限元模型,再通过ADINA 的FSI 模块对两者进行调用进行流固耦合分析,得到了相关应力云图及压力曲线,为大口径的梭式止回阀性能优化提供准确的数据依据,并减少研发的成本与周期。
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