斜置双瓣止回阀的主要结构包含了阀体、阀盖、阀瓣、密封垫片及密封环等,在利用Fluent软件生成三维模型的过程中,由于斜置双瓣止回阀的结构较为复杂,而且主要分析阀内流道的流动状态,获取阀门在5个开度下进出口的压力损失,直接在三维模型上划分网格较为复杂,所以对止回阀三维模型进行简化。
4.2.1.1 三维模型的建立
利用CFD软件分析阀门内部流动状态时,简化的三维模型直接影响分析所需时间以及最终的模拟结果,简化模型越简单,划分的网格数量就较少,分析时间也会缩短,通常情况下,在确保几何模型质量、网格质量、结果可靠性及求解精度的前提下,可以尽可能地简化三维模型。本次分析的斜置双瓣止回阀的关键结构是阀体及阀瓣,由于法兰及阀盖对阀内流体流动产生的影响较小,可以将法兰及阀盖进行简化处理,因为阀座位于阀体内部,倾斜20°,在导入Fluent软件分析之前,还可将阀座与阀体的连接部分进行简化,如图4.6所示。
图4.6 斜置双瓣止回阀简化三维模型
如上图所示,流体经由左侧的入口进入流域,流域内存在一个以一定的角度开启的阀瓣,流体经过阀门最后由出口排出。本次模拟将流体入口的速度设为1m/s,壁面为无滑移边界条件。(www.xing528.com)
4.2.1.2 网格的划分
CFD软件分析的本质就是将流体控制方程在规定的区域内进行点的离散化或者区域离散化,从而将控制方程转化成每一个网格节点上的方程组,最后采用线性方法进行迭代求解。而网格生成是数值模拟过程中十分重要的环节,网格质量会影响Fluent分析的时间及求解精度。而对复杂流动问题的数值模拟时,划分网格耗时且容易出现问题,所以网格划分对此次数值模拟至关重要。斜置双瓣止回阀网格模型如下图所示。
图4.7 斜置双瓣止回阀网格模型图
在划分网格过程中,为了确保计算精度而不会影响计算的速度,对阀瓣周围的网格进行细化。网格基于曲率和临近单元进行划分,同时提高网格光滑性,采用非结构性网格进行划分,节点数为970367,单元数为5355854,将网格的最大扭曲率控制在0.83,计算域内总共1个单元区域。
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