基于Fluent的電磁卸荷閥主閥流場數值仿真分析

秦海初，趙東升

（山西中煤華晉能源有限責任公司，山西 河津 043300）

1 電磁卸荷主閥二維仿真模型的建立

在建立二維仿真模型時應考慮所建模型的實際結構、模型參數必須與實際物理模型相一致；建立的模型不能過于復雜，也不能過于簡化，過于復雜或者簡化都會使得仿真計算結果不能夠準確地反映研究對象的本質。

本文所要研究的電磁卸荷主閥的二維幾何模型如圖1 所示。將用AutoCAD繪制出的卸荷主閥的二維模型導入到Gambit中生成非結構化網格模型，如圖2 所示。

圖1 電磁卸荷主閥幾何模型

圖2 電磁卸荷主閥的二維 網格模型

2 建立電磁卸荷主閥仿真模型的條件

電磁卸荷主閥仿真模型的建立是基于以下假設條件：①工作介質為不可壓縮的液態水，為黏性牛頓流體；②不考慮工作介質的自身重量以及閥體流道內的能量交換；③將近壁面二維網格上的物理量按照標準壁面函數來計算；④利用有限元分析法建立仿真模型的離散數學方程，采用SIMPLEC算法來耦合壓力速度，初始化流場從工作介質進入電磁卸荷主閥的入口計算。

3 仿真分析

3.1 主閥開口度不同

當工作介質進入電磁卸荷主閥入口的壓力為31.5MPa、出口壓力為0.1MPa時，利用建立的仿真模型分別對主閥開口度為1.5mm和3mm的主閥內流體進行仿真計算，得出了主閥開口度不同時閥內流體的壓力、速度分布圖，如圖3 ～圖6 所示。

圖3 主閥開口1.5mm時流體壓力分布

圖4 主閥開口3.0mm時 流體壓力分布

從圖3 和圖4 中可以看出：當主閥的開口度為1.5mm時，閥口拐角處壓力為0.011 8MPa，當主閥開口度為3mm時，閥口拐角處壓力為0.013 2MPa，即主閥閥口的壓力隨著主閥開口度的增大而加大；……