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梭式止回阀与旋启式止回阀的流固耦合特性对比分析

原文作者:
  程国栋,蔡勇,臧红彬,刘罡,李贺军,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: 基于有限元软件ADINA,分别建立梭式止回阀与旋启式止回阀的流固耦合有限元模型,通过调用FSI 模块,实现两者的流固耦合仿真分析。通过对比分析数值模拟结果发现: 与旋启式止回阀相比,梭式止回阀的启闭特性好、流场对称性好,有利于降低噪声与振动。
   止回阀又称单向阀或逆止阀,其作用是防止管路中的介质倒流,因此广泛应用于石油、化工、热力网、冶金和自来水管道输送等各行业中。目前,旋启式止回阀不可能完好地密封,有倒水倾向,容易产生管道振动,不能任意角度安装,而且封密接触面易损坏[1],但由曾祥炜等发明的梭式止回阀冲击小,不产生噪声,密封性能良好,其软密封泄漏量为零,具有很好的工业发展前景[2]。
   ADINA 软件作为当今最为可靠的结构非线性、流固耦合计算系统[3],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。文中围绕大口径( 直径不小于200 mm) 梭式止回阀与旋启式止回阀的流固耦合性能数值分析展开,以ADINA 软件为平台,建立流固耦合有限元模型,对管道流场进行动态分析。根据数值模拟计算结果,得到了流体流速场矢量图与压力场云图和阀体应力云图,以及阀体极端节点压力曲线,并对此进行详细分析与对比,为梭式止回阀的优越性验证及其结构优化提供了准确的数据依据,有利于梭式止回阀的研究和推广。
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