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升降式全銅止回閥 高壓止回閥 鍛鋼止回閥 300X緩閉止回閥 H12W-16T黃銅絲口止回閥 H41X/W全銅消聲止回閥 H61H鍛鋼焊接止回閥 H12W-16P/R不銹鋼內(nèi)螺紋止回閥 H14W內(nèi)螺紋止回閥 H42H/W不銹鋼法蘭立式止回閥 HC44X橡膠瓣止回閥 H72Y對(duì)夾式高壓止回閥 H76H/W對(duì)夾雙瓣式蝶型止回閥 微阻緩閉式蝶形止回閥 H76X型對(duì)夾式蝶型止回閥 HQ45X微阻球形止回閥 HC42X*止回閥 H44W不銹鋼旋啟式止回閥 H14W旋啟式內(nèi)螺紋止回閥 H42H/W立式止回閥 175H48Y(H)-200型空排止回閥 H74H對(duì)夾圓片式止回閥 H42Y升降式高壓止回閥 國(guó)標(biāo)電站止回閥 磅級(jí)電站旋啟式止回閥 對(duì)夾式*止回閥 H14W絲口旋啟式止回閥 cvkr型大口徑*式止回閥 DHH44X/H-10/16型蝶式緩沖止回閥 HC41X-10/16/25節(jié)能梭式止回閥 不銹鋼升降式止回閥 焊接止回閥 H44H旋啟式止回閥 SH74Ⅰ型對(duì)夾薄型止回閥 H71H/W對(duì)夾升降式止回閥 H71H/W對(duì)夾升降式全銅止回閥 H41X/W-16P不銹鋼消聲止回閥 H76H對(duì)夾式止回閥
截止閥系列
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外螺紋安全閥 A41H彈簧微啟封閉式安全閥 高溫高壓安全閥 A42Y-1000全啟式超高壓安全閥 HFA72W-10P/10R真空負(fù)壓安全閥 彈簧全啟封閉式安全閥 A42Y-160/320彈簧全啟封閉式高壓安全閥 GYA系列液壓安全閥 A46F先導(dǎo)式安全閥 AY42H法蘭式安全溢流閥 FA49H型防爆波安全閥 YFA72W真空安全閥 A41Y不銹鋼高壓安全閥 A38Y、A37H、A43H型雙聯(lián)彈簧式安全閥 A27H、A27Y型氧氣安全閥 A47H、A47Y型蒸汽安全閥 A48Y、A44Y型帶扳手彈簧全啟式安全閥 GA49H型脈沖式安全閥 A61H-160-320彈簧微啟式高壓安全閥(焊接式) GA44H型雙杠桿安全閥 AHN42F型平行式安全回流閥 YA40Y型帶散熱器彈簧全啟式安全閥 AQ空壓機(jī)安全閥 WA42Y波紋管平衡式安全閥 A49H高溫高壓主安全閥 GA41H、A51H型單杠桿安全閥 A21F、A21H、A21Y彈簧微啟式外螺紋安全閥 A47H/W帶扳手彈簧微啟式安全閥 A27H型彈簧微啟式安全閥 彈簧外螺紋全啟式安全閥 鍋爐安全閥 A47H彈簧微啟式安全閥 蒸汽安全閥 AH42F安全回流閥、A42F液化石油氣安全閥
閘閥系列
疏水閥系列
波紋管疏水閥 GSB8杠桿浮球式蒸汽疏水閥 脈沖式疏水閥 高溫高壓圓盤(pán)式膜盒式疏水閥 圓盤(pán)式儀表不銹鋼疏水閥 CS11H/CS41H立式自由浮球疏水閥 S11H-16C空氣排液疏水閥 圓盤(pán)式熱動(dòng)力蒸汽疏水閥 CS11H自動(dòng)自由浮球式蒸汽疏水閥 CS15H、CS45H鐘形浮子(倒吊桶)式蒸汽疏水閥 CS15H、CS45H自由半浮球式蒸汽疏水閥 CS14F-16C熱靜力波紋管式蒸汽疏水閥 FT14H杠桿浮球式蒸汽疏水閥 992倒吊桶式疏水閥 882F倒吊桶式疏水閥 CS14F/H CS44F/H液體膨脹式疏水閥 CS47H型雙金屬片式疏水閥 CS41H型自由浮球式疏水閥 FT44H杠桿浮球式蒸汽疏水閥 CSHR65A蒸汽保溫型疏水閥 TSS43H天然氣疏水閥 T47H浮球式蒸汽疏水調(diào)節(jié)閥 TB3F、TB5F、TB6F、TB11F、CS47H型可調(diào)雙金屬片溫調(diào)式蒸汽疏水閥
電磁閥系列
ZS不銹鋼列<常開(kāi)型>二位二通零壓差電磁閥 ZS銅系列<常開(kāi)型>二位二通零壓差電磁閥 ZCS(DF)系列空氣、水液電磁閥 ZCS法蘭電磁閥 DDC,DQC真空電磁閥 SLP銅系列<常閉型>二位二通先導(dǎo)式電磁閥 2W銅系列<大口徑><常開(kāi)型>兩口兩位直動(dòng)式電磁閥 SLP不銹鋼系列<常開(kāi)型>二位二通先導(dǎo)式電磁閥 2W不銹鋼系列<大口徑><常開(kāi)型> 動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)二通電磁閥 ZCLD超低溫電磁閥 ZCRB系列燃?xì)饪焖偾袛嚯姶砰y zcs膜片式電磁閥 電動(dòng)二通電磁閥 cs-720定時(shí)排水閥 ZCZP3大口徑二位二通高溫高壓電磁閥 防爆電磁閥 ZCA真空電磁閥 ZCF防腐型四氟活塞電磁閥 ZCM煤氣電磁閥 LWGY型液體渦輪流量計(jì) 智能渦街流量計(jì) LZNDC插入式電磁流量計(jì) 電磁閥:智能電磁流量計(jì) 電磁閥:SLF塑料王電磁閥 ZCRB系列常開(kāi)式電磁緊急切斷閥 2W(2L)系列電磁閥 ZCG型高溫電磁閥 ZCZG ZCZH高溫電磁閥 ZBSF全不銹鋼電磁閥 ZQDF蒸汽電磁閥 ZCS/DF水用電磁閥
球閥系列
法蘭式氧氣球閥 卸灰球閥 美標(biāo)球閥 三片式內(nèi)螺紋球閥 Q47F鍛鋼固定球閥 Q41F/PPL法蘭浮動(dòng)球閥 上裝式球閥 雙偏心半球閥 Q941F電動(dòng)球閥 氣動(dòng)保溫球閥 三通不銹鋼球閥 BQ44三通保溫球閥 對(duì)夾式薄型球閥 BQ641F氣動(dòng)保溫球閥 BQ971F氣動(dòng)對(duì)夾保溫球閥 不銹鋼氧氣球閥 Q61F/N高壓球閥 DQ41F低溫球閥 Q646F氣動(dòng)四通球閥 Q46F四通球閥 Q61F三片式承插焊球閥 電動(dòng)螺紋球閥 Q61F三片式活接對(duì)焊球閥 三片式法蘭球閥 Q644F型氣動(dòng)三通球閥 Q947H型電動(dòng)固定球閥 Q641F/PPL型不銹鋼氣動(dòng)浮動(dòng)球閥 Q41H鍛鋼三片式硬密封球閥 QJ941M/F電動(dòng)高溫球閥 VQ941F電動(dòng)V型調(diào)節(jié)球閥 Q61H型高壓對(duì)焊球閥 Q944F/Q945F電動(dòng)三通球閥 Q47F鍛鋼固定球閥 F745(750X)BFH103X活塞式遙控浮球閥 手動(dòng)真空球閥 球閥:Q11F二片式球閥 球閥:一片式內(nèi)螺紋球閥 球閥:Q61F三片式對(duì)焊球閥 球閥:廣式法蘭球閥 球閥:Q45F三通四密封球閥 球閥:FQ41F型放料球閥 三片式鍛鋼球閥 高壓焊接式球閥 Q641F氣動(dòng)球閥 Q44F/L型三通球閥.Q45F/T型三通球閥 Q41PPL不銹鋼整體高溫球閥 Q347F蝸輪固定式球閥 BQ41F保溫夾套球閥 內(nèi)螺紋三通球閥 Q946F電動(dòng)四通密封球閥
調(diào)節(jié)閥系列
特種閥門
柱塞閥系列
真空閥門系列
呼吸閥阻火器系列
平衡閥系列
隔膜閥系列
G46J-10直通式襯膠隔膜閥 ZXT ZSQT氣動(dòng)薄膜、活塞式隔膜調(diào)節(jié)閥 G6k41J氣動(dòng)襯膠隔膜閥 (常開(kāi)式) EG6k41wJ英標(biāo)氣動(dòng)常開(kāi)型隔膜閥 G941J-10電動(dòng)襯膠隔膜閥 G49J-10衛(wèi)生隔膜閥 EG6B41英標(biāo)氣動(dòng)常閉式隔膜閥 G6B41J常開(kāi)型襯膠氣動(dòng)隔膜閥 衛(wèi)生級(jí)氣動(dòng)隔膜閥 G49J-10三通式襯膠隔膜閥 G41F-6S增強(qiáng)聚丙烯隔膜閥 不銹鋼襯膠隔膜閥 G11W內(nèi)螺紋隔膜閥 SEG41W衛(wèi)生級(jí)隔膜閥 G41J-10襯膠手動(dòng)隔膜閥 G46J-10直通式襯膠隔膜閥 GM系列高真空隔膜閥 EG41J-10英標(biāo)襯膠手動(dòng)隔膜閥 G6B41J常閉式氣動(dòng)襯膠隔膜閥 G49J三通不銹鋼隔膜閥 G45J-6直流式襯膠隔膜閥 EG41W無(wú)襯里隔膜閥
氣動(dòng)執(zhí)行器系列
液位計(jì)系列
管夾閥系列
隔斷閥系列
水封閥系列
遙控閥系列
泄壓閥系列
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偏心半球閥模擬現(xiàn)場(chǎng)流量概述及工作原理

時(shí)間:2018-3-3閱讀:10461
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1偏心半球閥模擬現(xiàn)場(chǎng)流量概述
 

閥門內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜,當(dāng)流體通過(guò)閥門時(shí)會(huì)產(chǎn)生壓差,并成為影響管道局部水頭損失的主要因素。在閥門設(shè)計(jì)中,不僅注重結(jié)構(gòu)形態(tài),還需要研究不同類型不同結(jié)構(gòu)閥門的內(nèi)部流場(chǎng)的特殊性與差異性。偏心半球閥具有開(kāi)關(guān)無(wú)摩擦,密封不易磨損,啟閉力矩小等優(yōu)點(diǎn),可以減小所配執(zhí)行器的規(guī)格。配以多回轉(zhuǎn)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu),可實(shí)現(xiàn)對(duì)介質(zhì)的調(diào)節(jié)和嚴(yán)密切斷。因此廣泛適用于石油、化工、城市給排水等要求嚴(yán)格切斷的工況。本文通過(guò)運(yùn)用Ansys等軟件,對(duì)DN250偏心半球閥在不同開(kāi)度下的流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬分析。以便為閥門安全與結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供參考。2偏心半球閥模擬現(xiàn)場(chǎng)流量計(jì)算流程
2.1、物理模型

使用SolidWorks2014 三維軟件,按照1: 1的比例分別構(gòu)建偏心半球閥的所有組成部件的物理模型,利用SolidWorks中的裝配體版塊,給部件添加幾何關(guān)系、約束,以便組成偏心半球閥真實(shí)的物理模型(1) 。偏心半球閥流場(chǎng)的可視化仿真分析適用于鋼鐵業(yè),鋁業(yè),纖維,微小固體顆粒,紙漿,煤灰,石油氣等介質(zhì)。偏心半球閥在外觀結(jié)構(gòu)上分為兩種:

1、上裝式:主要針對(duì)磨損非常嚴(yán)重的介質(zhì),上裝結(jié)構(gòu)在被損啟閉件的更換維修是非常方便,無(wú)須將整臺(tái)閥門從管道上拆下,大大的節(jié)省了維修時(shí)間和成本。
2、側(cè)裝式:側(cè)裝式結(jié)構(gòu)緊湊、閥門質(zhì)量輕,適用于對(duì)閥門安裝空間有要求的場(chǎng)合。
偏心半球閥模擬現(xiàn)場(chǎng)流量硬密封偏心半球閥特點(diǎn)
1、其結(jié)構(gòu)采用偏心契緊原理通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)達(dá)到閘緊、調(diào)節(jié)、關(guān)閉的目的,密封副是金屬面環(huán)帶硬面接觸密封,雙偏心結(jié)構(gòu)在開(kāi)啟時(shí)閥芯位于藏球室內(nèi),流通截面大,且閥門不被沖刷,關(guān)閉時(shí)閥芯不被沖刷,開(kāi)啟時(shí)閥芯球面沿閥座漸進(jìn),有效地切除結(jié)垢障礙,實(shí)現(xiàn)可靠密封。它對(duì)兩相混流易結(jié)垢固體析出的混流輸送特別有效。
2、閥門的半球用雙金屬,母材上堆焊不同的合金,閥座也作相應(yīng)堆焊經(jīng)特殊的處理,密封面組合成防腐、耐磨、高強(qiáng)度等各種類型,滿足不同場(chǎng)合需求。
3、密封嚴(yán)密、輸送有害氣體可達(dá)零泄露。
4、密封副的閥芯留有補(bǔ)償量、當(dāng)閥做磨損后,關(guān)閉時(shí)再轉(zhuǎn)動(dòng)少許,任能可靠密封,延長(zhǎng)了使用壽命。此外,用戶將壓緊螺母擰掉,調(diào)整或更換后閥座仍可用,避免了閥門密封失效后,整臺(tái)報(bào)廢的弊端。圖偏心半球閥

2.2、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化及網(wǎng)格化分

在閥門前后添加進(jìn)口管道和出口管道。為了便于使用Ansys 中的Fluent 進(jìn)行分析計(jì)算,對(duì)偏心半球閥的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化,并適當(dāng)簡(jiǎn)化流動(dòng)區(qū)域中的圓角和倒角,以加快計(jì)算的收斂率。由于閥前閥后幾何形狀簡(jiǎn)單都為圓柱體,而閥體腔內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜,且閥芯結(jié)構(gòu)復(fù)雜,所以,在使用ICEM 劃分網(wǎng)格時(shí),對(duì)于閥前后的兩段圓柱體流域劃分結(jié)構(gòu)網(wǎng)格,而對(duì)中間的復(fù)雜區(qū)域劃分自適應(yīng)性比較好的非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)網(wǎng)格和非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分的方法不同,需要在兩種網(wǎng)格交界處建立交界面,即interface1 interface2(2) 。偏心半球閥流場(chǎng)的可視化仿真分析圖開(kāi)度為50°的偏心半球閥

2.3、分析方法

閥門內(nèi)部為湍流,因此設(shè)置湍流模型為具有平衡壁面函數(shù)的k -ε 模型,對(duì)流項(xiàng)均采用二階迎風(fēng)差分方式進(jìn)行離散。內(nèi)部區(qū)域設(shè)置為fluid,介質(zhì)選擇為water -liquid。管道入口面設(shè)置為速度入口(velocity -inlet) ,速度矢量,沿軸正向。管道出口面設(shè)置為出流(Out flow) 邊界條件。interface1 interface2 設(shè)置為interior,其他壁面設(shè)置為wall。求解器選擇SIMPLE 算法,默認(rèn)求解控制參數(shù)。流場(chǎng)初始化、設(shè)置殘差監(jiān)視器、設(shè)置迭代次數(shù)進(jìn)行求解計(jì)算,500 次左右計(jì)算收斂。

3偏心半球閥模擬現(xiàn)場(chǎng)流量計(jì)算分析
為了更好的研究偏心半球閥的流場(chǎng)特性,計(jì)算了閥門開(kāi)啟角度從10°90°,即從微開(kāi)到全開(kāi),且每隔計(jì)算一次。共計(jì)17 個(gè)工況。

3.1、流場(chǎng)分析

在用Fluent 對(duì)閥門流域進(jìn)行計(jì)算之后,為了便于更好的對(duì)比不同開(kāi)度下的速度分布,統(tǒng)一設(shè)置速度云圖的zui小值與zui大值的范圍為6m /s。這樣可以更直觀的從顏色分布就可以看出zui大速度出現(xiàn)的位置以及同一位置不同開(kāi)度下的速度變化(3,圖4) 。偏心半球閥流場(chǎng)的可視化仿真分析圖不同開(kāi)度下Z = 0 平面的速度云圖偏心半球閥流場(chǎng)的可視化仿真分析圖不同開(kāi)度下Y = 0 平面的速度云圖當(dāng)偏心半球閥開(kāi)啟角度為10°( 微小開(kāi)啟時(shí),在閥芯開(kāi)口邊緣處速度較大,但因?yàn)殚_(kāi)度較小,速度大的區(qū)域較小,對(duì)閥體的沖擊也較小。但是此時(shí)可以看到在閥芯背面區(qū)域,有較小強(qiáng)度的漩渦形成。

當(dāng)偏心半球閥開(kāi)啟角度為25°時(shí),在閥芯開(kāi)口邊緣處的速度依然較大,并且此時(shí),速度大的區(qū)域增大,對(duì)閥芯和閥體的沖擊作用也較強(qiáng)。已能明顯的看出在閥芯背面形成了漩渦區(qū)域,流動(dòng)極其復(fù)雜,對(duì)閥芯的影響也較大。

當(dāng)偏心半球閥開(kāi)啟角度為45°或大于45°時(shí),從速度云圖中可以看出,流經(jīng)閥芯的流體速度分布較為均勻,并且速度不是很大,也沒(méi)有漩渦。

3.2、閥門損失系數(shù)

流體流過(guò)閥門時(shí),流體的阻力損失以閥門前后的流體壓降Δp 表示。根據(jù)水頭損失和局部損失系數(shù)可以推出局部損失系數(shù)與壓降的關(guān)系式。偏心半球閥流場(chǎng)的可視化仿真分析取interface1 interface2 計(jì)算閥門的壓力差,進(jìn)而計(jì)算出閥門的局部損失系數(shù)。通過(guò)Fluent 中的面加權(quán)計(jì)算流域中重要截面的速度隨開(kāi)度的變化曲線(5) 

從圖中可以看出,閥門進(jìn)出口的速度在開(kāi)度較小時(shí),速度值較大,對(duì)閥芯和閥體腔的沖刷作用較強(qiáng),易磨損閥芯和閥體腔。偏心半球閥流場(chǎng)的可視化仿真分析圖計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)分析偏心半球閥利用偏心閥體,偏心球體和閥座,閥桿作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)在共同軌跡自動(dòng)定心,關(guān)閉過(guò)程中越關(guān)越緊,*達(dá)到良好的密封目的。閥門的球體和閥座*脫離,消除了密封圈的磨損,克服了傳統(tǒng)球體閥座與球體密封面始終磨損的問(wèn)題,非金屬?gòu)椥圆牧媳磺度虢饘僮校y座金屬面受到良好的保護(hù)。硬密封偏心半球閥特別

偏心半球閥模擬現(xiàn)場(chǎng)流量偏心半球閥選型適用原則 
1
、石油、天然氣的輸送主管線、需要清掃管線的,又需埋設(shè)在地下的,選用全通徑、全焊接結(jié)構(gòu)的球閥;埋設(shè)在地上的,選擇全通徑焊接連接或法蘭連接的球閥;支管,選用法蘭連接、焊接連接,全通經(jīng)或縮徑的球閥。 
2
、成品油的輸送管線和貯存設(shè)備,選用法蘭連接的球閥。 
3
、城市煤氣和天然氣的管路上,選用法蘭連接和內(nèi)螺紋連接的浮動(dòng)球閥
4、冶金系統(tǒng)中的氧氣管路系統(tǒng)中,宜選用經(jīng)過(guò)嚴(yán)格脫脂處理,法蘭連接的固定球閥。
5、低溫介質(zhì)的管路系統(tǒng)和裝置上,宜選用加上閥蓋的低溫球閥。 
6
、煉油裝置的催化裂化裝置的管路系統(tǒng)上,可選用升降桿式球閥。 
7
、化工系統(tǒng)的酸堿等腐蝕性介質(zhì)的裝置和管路系統(tǒng)中,宜選用奧氏體不銹鋼制造的、聚四氟乙烯為閥座密封圈的全不銹鋼球閥。 
8
、冶金系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、石化裝置、城市供熱系統(tǒng)中的高溫介質(zhì)的管路系統(tǒng)或裝置上,可選用金屬對(duì)金屬密封球閥。 
9
、需要進(jìn)行流量調(diào)節(jié)時(shí),可選用蝸輪蝸桿傳動(dòng)的、氣動(dòng)或電動(dòng)的帶形開(kāi)口的調(diào)節(jié)球閥
硬密封偏心半球閥適用范圍
硬密封偏心半球閥的使用范圍及其的廣泛。硬密封偏心半球閥可適用于水、汽、油品等系統(tǒng)中;適用于水壩底部放空閥和控制閥(高流速狀態(tài)),適用于泵輸送系統(tǒng)的閥門,如加壓系統(tǒng),中央空調(diào)系統(tǒng)。

4偏心半球閥模擬現(xiàn)場(chǎng)流量結(jié)語(yǔ)
模擬分析結(jié)果表明,偏心半球閥在開(kāi)度大于45°時(shí)具有較好的流通性能。另外從局部損失系數(shù)隨著開(kāi)度的變化趨勢(shì)可以看出,開(kāi)啟角度大于40°之后,局部損失系數(shù)ξ 趨于一個(gè)常數(shù)。由此可以得出,此種偏心半球閥不能作為調(diào)節(jié)閥使用。應(yīng)該是只適用于*開(kāi)啟或*關(guān)閉兩種工況。如果將偏心半球閥用作調(diào)節(jié)閥,容易損壞閥芯和閥體的結(jié)構(gòu)。使用時(shí)一定要了解其功能及應(yīng)用范圍,避免造成不必要的損壞。-三精閥門技術(shù)部提供

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