先导式钢铸截止阀的优化设计

通用钢铸截止阀驱动往往需要庞大的执行机构，特别是应用于高压大口径的管路系统中时，普遍存在着启闭动作缓慢、驱动能耗高等问题。但由于钢铸截止阀内部流场的复杂性和内部压差的不确定性，先导式钢铸截止阀动力不确定，从而导致其结构的设计存在盲目性。结合Fluent的UDF技术对新型先导式截止阀进行数值模拟，总结出此阀门的动力特性并进行实验验证。对于截止阀的研究成果对于新型先导式钢铸截止阀的优化设计和工程应用具有重要的学术和应用价值。

1.针对新型先导式钢铸截止阀结构设计盲目性的问题，分析阀门通用部分与专用部分设计过程，找出其中存在的人为假设因素，指出解决问题的切入点在于活塞式阀芯底部上下表面间的压差。
2.简化并建立了新型先导式钢铸截止阀三维模型，运用RNG k-ε紊流模型进行了数值模拟，指出阀芯底部上下表面的压差产生的压差力为阀门开启的动力源。同时找出了影响压差大小的因素，为阀门动力特性的研究指明了方向。
3.数值分析结果显示，产生压差力的两个面上，压力分布不均，编制了UDF程序分别循环提取面上每一个单元的压强，求其平均值并输出，得到活塞式阀芯底部上下表面的压差值并进行网格无关性验证，得到了压差的网格无关解。
4.对不同因素组合的先导式截止阀进行了数值分析与实验研究。