清远升降车    升降车调节阀内部端流流场计算   清远升降车, 清远升降车出租, 清远升降车公司   最佳网格总数的确定将抽取得到的调节阀内流道作为内部流场计算区域，按照流体流经的顺序可分为如下几个部分：入口管道、上闽腔、盘片、喉部、下阀腔、出口管道。在ＩＣＥＭ软件中进行调节阀内部流场网格的划分，并针对调节阀内流道不同部位，设置了不同的Ｐａｒｔ，方便网格的加密。考虑到阀口流道结构的复杂性，本文采用适应性较强的非结化构网格ＣＷ。由于流量调节阀盘片起主要降压作用且盘片处槽道尺寸较小、结构较为复杂，因此盘片流道进行了网格加密，一是提高网格质量和模拟的准确性。调节阀进出口管道流道较为简单且尺寸较大，对流场计算的影响较小，因而采用较为粗糖的网格。流道的其他部位，如上阀腔、喉部、下阀腔均进行了适当的网格加密，以保证模拟的准确性。对流量控制阀进行流场计算时，首先应考虑的问题是网格总数对瑞流流场计算的影响性。因此，在正确选定流场计算网格总数之前需进行网格无关性的分析，需要注意的是，这里提到的＂网格无关性分析＂并不是指网格对流场计算结果没有影响，而是指在一定的网格数目变化范围内，流场计算结果的变化在工程计算的允许范围内。网格数目的变化势必对流场计算结果有一定影响，但由于受到计算时间及资源的限制，计算结果的波动范围在工程计算允许的变化范围内即可视为网格无关。

       本文选取了四种不同的网格总数，从８９万到４１７万网格总数逐渐整体加密，采用标准ｋ－Ｅｐｓｉｌｏｎ滿流模型对调节阀内部流场进行计算。流场计算采用相同的边界条件，即４０Ｔ／Ｈ的进口质量流量和４ＭＰａ的出口平均静压，分析的流场计算的主要参数为进口平均压力和出口平均速度。从表中计算结果可以发现：随着网格总数的不同，进口平均压力和出口平均速度均呈现了一定的波动；ｅａｓｅｌ到ｃａｓｅ３随着网格总数的增加，进口平均压力和出口平均速度变化较大，而ｃａｓｅ３到ｃａｓｅ４网格总数增加但进口平均压力和出口平均速度变化相对较小，在工程计算的允许范围内。因此，考虑到计算时间及资源，本文选取网格总数为３０６７３９８的网格进行调节阀内部流场的计算，网格质量均在０．３５以上.   

      边界条件设置,  调节阀内部非稳态流场的计算以稳态计算的结果作初场，如此可以较为快速的达到收敛，并保证了非稳态计算的准确性。调节阀内部稳态流场的计算采用边界条件，包括进口边界条件、出口边界条件以及壁面边界条件。进口边界条件采用质量流量和总温进口边界条件。质量流量的数值依据前文所给的流量调节阀工况参数表，全开状态下的质量流量为４０ｔｈ，即１１．１mｇ／ｓ。由于该进口速度下工质的动温很小，相较于静温可レ义忽略，因此总温取静温的数值ｎＯ’Ｃ，即４４３．１g。出曰边界条件采用平均静压出曰，为４ＭＰａ。壁面边界条件采用壁面无滑移、绝热的边界条件。同时打开浮力模型，设置重力加速度ｇ为９．８ｍ／ｓ２。稳态计算采用标准ｋ－Ｅｐｓｉｌｏｎ端流模型，热传输模型采用ＴｏｔａｌＥｎｅｒｇｙ总温模型。当质量方程、动量方程及能力方程的残差均收敛到１Ｅ－５E以下，此时设置的各监测点压力曲线近乎一条直线.   将调节阀稳态计算的结果作为初场进行非稳态流场计算，计算采用ＬＥＳＷＡＬＥ模型和高阶差分格式。非稳态计算至关重要的一点是时间步长的选定。为了能解析最小可能解析锅的时间尺度，时间步长的选择应满足经验公式；２．５Ａｘ（３－１）其中，Ｕ为流速，Ａｘ为网格边长，Ａ／为采样时间步长。依调节阀内部稳态流场计算结果和网格尺寸，经计算可将时间步长设置为２Ｅ－５Ｓ，计算达到２００００步时，调节阀内部设置的各监测点压力呈现较为稳定的波动，此时进出口流量误差小与０．１％认为计算达至ＩＪ收敛，输出后续５０００步非稳态流场计算结果（包括流场的速度、压力信息），作为后续调节阀声学计算的源信息。

       内部流场计算结果分析,  稳态流场计算结果分析调节阀内部流场计算的边界条件及计算方法前文己有说明，故本节直接给出流场计算的结果。调节阀内部稳态流场计算得到的速度及压力分布云图。调节阀内部存在多块低速区域（入口管道椎体处、进入盘片前的管道处、上阀腔处、阀芯正下方及下阀腔背离出口处），这些低速区域的形成与调节阀结构的阻碍作用、重力等有关系。而正是流体中存在的速度差，才产生了较多的髓祸，而这些縦锅与调节阀噪声的产生有莫大的关系。调节阀盘片位置的速度明显大于其他部位，流场的最大速度也存在于盘片流道处，这是由于盘片位置的流道尺寸较为狭窄的缘故。这部分高速流体在盘片流道内不断的分离、对冲和汇合，将成为调节阀噪声产生的一个重要原因。 调节阀内部压力沿着流体介质的流动方向从进曰到出曰压力逐渐降低，调节阀入口管道及上阀腔处压力最大，且基本无太大差别。由于这两个位置处没有节流元件，对流体介质没有明显的阻碍和激发瑞流的作用，因而未消耗掉较多的能量，在截面积没有较大变化的情况下，速度和动能也基本保持不变，因而压力能也不会有明显减小，同理可＾文解释调节阀喉部至出口位置也未产生明显的压降的原因。可以发现：压降主要集中在盘片流道处，在入曰管道和出口管道处产生的压降并不明显，也印证了盘片具有明显的降压作用。盘片流道的压力随着流体介质的流向逐渐降低，这是由于流体介质在盘片流道处不断的分离、汇合消耗了大量的能量，并且这部分能量热能和声能的形式发散出去。

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      流量调节阀内部流场的温度分布云图及瑞动能分布云图，ａ为温度分布云图，ｂ为端动能分布云图。对比调节阀的温度分布云图和压力分布云图可以发现：调节阀内部压力分布与温度分布呈完全的反相关，压力大的位置温度均较小，压力小的位置温度恰又较大。这也印证了调节阀内部流体介质的端流流动使得流体介质的一部分压力能转化为了热能的过程。调节阀内部流场的端动能分布具有明显的位置差异，在盘片位置和入口管段拐角位置存在两处明显的端动能较大的区域。在入口管道拐角处避壁面的阻碍作用和重力的双重作用下，使得此位置的端流强度较大，因而产生较大的端动能。盘片流道处流体介质多次的分离、对冲、汇合，使得此处的揣流强度较大，并且盘片处有着较大的流体速度，故而有较大的端动能，这也很好地解释了盘片的降压作用。

  

     调节阀内部稳态流场计算结果作为初场，采用相同的边界条件，即质量流量进口边界条件和静压出口边界条件，计算得到非稳态流场的结果。对比稳态计算的速度云图，可发现，非稳态计算的速度分布与稳态计算的结果整体分布特性较为一致，但非稳态计算得到的速度场要明显更为混乱，且最大速度要大于稳态计算结果。非稳态计算采用大祸模拟的计算方法，方程中加入了瞬态项ｆｗｉ，而稳态计算只是时均第２５页的结果，因而非稳态计算得到的速度场分布更为混乱，且最大速度要大于稳态计算结果。同样解释了非稳态计算得到的压力场分布更为混乱、最大压力更大、最小压力更小的原因。

      观察可发现：在调节阀内部入口管道的拐角处、喉部、下阀腔处均存在较大尺度的游祸，尤下阀腔位置的縱锅尺度较大。这些较大尺度的’蔽祸是在调节阀流道的导向及重力的双重作用下产生，它们与调节阀噪声之间的关系将会在后续章节有进一步说明。

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