[發明專利]一種閥門流量特性模擬實驗方法

在審

• 申請號: 202010549961.3
• 申請日: 2020-06-16
• 公開（公告）號: CN111881524A
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 范宜霖;張繼偉;王劍;黃健;彭林;雷艷;李忠
• 申請（專利權）人: 合肥通用機械研究院有限公司
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/23;G06F30/28;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 合肥和瑞知識產權代理事務所(普通合伙) 34118
• 代理人: 王挺;洪琴

1.一種閥門流量特性模擬實驗方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、根據閥門內部流道幾何參數，建立三維流道模型；

S2、將三維流道模型導入CAE前處理軟件中繪制網格形成網格文件，同時記錄劃分過程的所有操作命令即錄制腳本，錄制的腳本作為腳本文件；

S3、將繪制的網格文件導入計算流體力學軟件中設置邊界條件，然后進行模擬計算，記錄計算結果數據；判斷計算結果是否為網格無關性最優解，如不是返回步驟S2，直至確定最優無關性網格，并保存對應的腳本文件作為第一腳本文件；

S4、將最優無關性網格導入到計算流體力學軟件中，進行參數多構型設置，包括建立觸發調用腳本網格重構的條件；并且啟動計算流體力學軟件中的程序語言，編譯閥門進出口壓力邊界條件時間步曲線，根據閥門額定行程參數，編譯閥芯運動規律時間步曲線；

S5、進行閥門流量特性模擬計算，當模擬計算過程中達到建立的觸發條件時，調用第一腳本文件，啟動CAE前處理軟件，進行網格自動重構；

S6、記錄模擬計算數據，輸出流量特性曲線。

2.根據權利要求1所述的一種閥門流量特性模擬實驗方法，其特征在于，步驟S1中建立的三維流道模型包括閥門和管路，閥門前后管路長度分別取5～10倍的閥門公稱通徑，或采取先建立裝配體模型，在通過軟件反向建模生成三維流道幾何模型。

3.根據權利要求1所述的一種閥門流量特性模擬實驗方法，其特征在于，反向建模生成三維流道幾何模型的軟件為ANSYS Workbench軟件。

4.根據權利要求1所述的一種閥門流量特性模擬實驗方法，其特征在于，在步驟S4中所編譯的編譯閥門進出口壓力邊界條件時間步曲線與閥芯運動規律時間步曲線具有同步異周期性。

5.根據權利要求4所述的一種閥門流量特性模擬實驗方法，其特征在于，在步驟S4中觸發條件設置為閥門運動額定行程的設定百分比進行一次網格重構。

6.根據權利要求4所述的一種閥門流量特性模擬實驗方法，其特征在于，設定百分比為10％。

7.根據權利要求1所述的一種閥門流量特性模擬實驗方法，其特征在于，步驟S6具體為：先通過步驟S1-S5獲得與時間相關的流量系數曲線，然后根據時間步曲線與閥芯運動規律時間步曲線，獲得與閥芯相對行程相關的相對流量系數曲線。

8.根據權利要求7所述的一種閥門流量特性模擬實驗方法，其特征在于，在步驟S6中記錄的模擬計算數據為流量值，流量系數值是通過模擬計算邊界條件參數和計算所得流量結果計算得出的，計算公式如下：

式中：K_v為閥門流量系數；Q為體積流量，m³/h；△p_kv為10⁵Pa的靜壓損失，Pa；△p為閥兩端測出的靜壓損失，Pa；ρ為流體密度，kg/m³；ρ_w為水的密度，kg/m³。

9.根據權利要求1所述的一種閥門流量特性模擬實驗方法，其特征在于，所述CAE前處理軟件為ICEM CFD軟件。

10.根據權利要求1所述的一種閥門流量特性模擬實驗方法，其特征在于，計算流體力學軟件為ANSYS CFX軟件，步驟S4中的計算流體力學軟件中的程序語言為CEL Expression程序語言。