基于CFX的启闭件减压阀体的研究.pdf

机械 设 计 与制造 Ma c h i n e r y De s i g nMa n u f a c t u r e 第 7期 2 0 1 3年 7月 基 于 C F X的启 闭件减压 阀体的研 究 李强， 沈振军 上海大学 精密机械 [ { 系， 上海 2 0 0 0 7 2 摘要 由于惯性作用与重力影响， 管道中的循环水会对系统产生影响， 甚至破坏水箱等组件。为解决封闭式冷却水循环 系统中的高压与； 中击， 提出了减压和缓； 中 方案。而从理论上难以准确的计算出流体传递过程， 所以提出以流体力学为基 础 ， 使 用 A N S Y S来研究减压过程 ， 剖析 系统的流体传递原理 ， 对管道进行优化建模 ， 加载流体域 ， 获得 了压力场分布 继 而说明了系统结构设计是可行的 ， 从而完成 了方案的验证与优化。将该方案应用到 系统中， 减压和缓冲效果明显 关键词 水循环系统； 阀f - 1 ； 有限元； 减压与缓冲 中图分类号 T H1 6 ； T P 6 5 2 ， 2 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 1 3 9 9 7 2 0 1 3 0 7 0 0 4 4 0 3 T h e Va l v e Bo d y Re s e a r c h o f Ho i s t Pi e c e s De c o mp r e s s i o n o n CF X L I Q i a n g ， S H E N Z h e n - j u n S c h o o l o f P r e c i s i o n Me c h a n i c a l E n g i n e e r i n g ，S h a n g h a i Un i v e r s i t y ，S h a n g h a i 2 0 0 0 7 2 ， C h i n a A b s t r a c t B e c a u s e o fi n e r t i a a n dg r e w i t 3 “ ， w a t e r i n t h e p ipe d o e s h a v e o n i m p a t t O n t h e s y s t e m ． T o s o l v e t h e h i g h p r e s s u r e and h u g e i m p a c t i n t h e c l o s e d c o o l i n g w at e r c b ‘c u l at i o n s y s t e m， S O i t u s e d n d e c o m p r e s s i o n a n d b t f e r i n g s c h e l n e ． I t ∞ d ffic u l t t o a c c u r a t e l y c d c u l at e t h e flu i d t r a n s f e r p r o c e s s i n t h e o r y ， S O b a s e d o n flu i d d y n a mi c s ， usi n g A N S Y S fin i t e e l e m e nt ana l y s i s s o f t w a F e t o s t u d y t h e p r o c e s s o f d e c o m p r e s s i o n a n d flu i d t r ans f e r p r i n c i p l e ，i t m o d e l e d t h e p ip e s y s t e m，a n d l o a d e d flu i d d o ma i n ， t o o b t a i n t h e p r e s s u r e缸 d i s t r i b u t i o n and e x p l ai n s t h e s t r u c t u r e ofp i p e s y s t e m d e s ig n w h i c h is a s i b l e ， and t o f f t h e v e r ific ati o n and o p t i m i z a t i o n of t h e p r o g T o l n ． T h e p r o g r a m i s a p p l i e d t o t h e s y s t e m a n d p r o v i d e w i t h g o o d e f f e c t ’ d e c o m p r e s s i o nand b u ff e r i n g ． Ke y W o r d s W a t e r Ci r c u l a t i o n S y s t e m ；Va l v e ； F i n i t e El e me n t ； De c o m p r e s s i o n a n d Bu ffe r i n g l I 商 冷却水循环系统是指是以水作为冷却介质，并循环使用的 一 种冷却水系统。 冷却水需换热并经降温后再循环使用。 为封闭 式冷却水循环系统， 系统 作过程中会产生巨大的水压， 水压严 重影响系统的正常工作。为此， 我们提m高水压环境下的减压和 缓冲方案。 流体控制中的核心是流体的流向、 压力、 流量、 温度， 而 阀是必不可少的元件。因此， 分析阀门中的压力场分布对该方案 具有重要意 义⋯ 。 为了解该方案是否能将压力控制在可承受的范围内，利用 A N S Y S 有 限元软件分析获得阀门中的压力场分布12 1 ， 验证 了方案 的可行性， 并对该方案中的阀进行_r 优化。将优化过的方案应用 到系统 中， 减压和缓冲效果明显 。 2循环系统概述 循环冷却系统的主要功能是提供一定温度和流量的循环冷 却介质， 循环冷却介质与电子设备进行热交换， 利用循环冷却液 体带走电子设备产生的热量 ， 使电子设备在温度较低的条件下工 作， 循环冷却液体在其它外力作用下流动， 在外部换热器内将热 量排放至大气， 为此， 循环不断， 其T作原理， 如图 1 所示。 图 1循环式液体冷却系统的工作原理 Fi g ． 1 t h e W o r k i n g P r i n c i p l e o f Ci r c u l a t i n g L i q ui d Co o l i n g S y s t e m 3阀门减压原理 南于突然停电 泵 后， 主驱动力矩消失， 机组失去正常运行 时的力矩平衡状态， 而惯性作用是机组继续正转， 但转速降低j 压 水管巾的水， 在断电后的最初瞬间靠惯性作用， 以逐渐减慢的速 度继续向高位水池方向流动， 然后流速将为 0 。管道中的水在重 力水头的作用下， 又开始向水泵方向倒流． 速度南零逐渐增大， 从 而对系统产生影响， 现在就必须通过设置阀门减小停泵危害。 阀门减压方式主要有三种 活塞式、 薄膜式和气包式。而主 来稿 日期 2 0 1 2 - 0 9 1 6 作者简介 李强 ， 1 9 8 7 一 ， 男 ， 江苏淮阴人 ， 硕士， 主要研究方向 机械设 汁和温度控制等方面