直通截止阀流场与噪声数值分析.pdf

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1、第38卷第7期舰船科学技术Vol.38,No.72016年7月SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYJul.,2016直通截止阀流场与噪声数值分析张生乐，贾晓丹，潘国雄，刘洋(武昌船舶重工集团有限公司，湖北武汉430060)摘要:针对直通截止阀引起的船舶管路系统流场和噪声问题，采用流体力学软件Fluent对实际使用的CB855A-DN80直通截止阀流场和噪声进行数值仿真计算。研究结果表明，流阻系数随流体流速增大呈逐渐减小的趋势，但数值变化不大。随着流速增大，水动力噪声声压级逐渐增大。关键词：直通截止阀；流场；噪声；流阻系数中图分类号：U664.5文献标

2、识码：A文章编号：1672–7619(2016)07–0113–04doi：10.3404/j.issn.1672–7619.2016.07.025Numericalanalysisonflowfieldandnoiseofstraightthoughcut-offvalveZHANGSheng-le,JIAXiao-dan,PANGuo-xiong,LIUYang(WuchangShipbuildingIndustryGroupCO.,Ltd,Wuhan430060,China)Abstract:inviewofthecharacteristicsofflow

3、fieldandnoise,createdbystraightthoughcut-offvalveofshippipelinesystem,thenumericalsimulationoftheflowfieldandnoiseofcommonCB855A-DN80straightthoughcut-offvalvewereaccomplishedwithfluiddynamicssoftwareFluent.Theresultsshowedthatflowresistancecoefficientdecreasedgraduallywiththeincreas

4、eofflowvelocity,butthechangeinvaluewasnotbig.Astheflowvelocityincreased,thehydrodynamicnoisesoundpressurelevelincreasedgradually.Keywords:straightthoughcut-offvalve；flowfield；noise；flowresistancecoefficient0引言CB855A-DN80直通截止阀在舰船管路系统的顺利应用奠定技术基础。截止阀具有制造简单、价格便宜、调节性能好等特点，被广泛应用于船舶的海水、液压、滑

5、油、空气1有限元模型的建立等管路系统，起到改变管路断面和介质流动方向，控本文应用Fluent有限元软件，建立的管路系统仿真制输送介质流量与压力等作用[1–3]。截止阀可分为直通计算模型如图1所示。该管路系统包括管路与阀门2式、直角式和直流式[4]。而直通截止阀主要用于直线部分，其中直通截止阀的型号为CB855A-DN80，管路管路，特点是便于施工操作，但由于直通截止阀的内直径80mm，阀道入口前的管路长度取阀道入口直径部结构相对于管路系统的其它结构远为复杂，因此对的5倍，阀道出口后的管路长度取阀道出口直径的10管路系统的内部流场有较大影响，它不仅可以降低流体的流

6、速和流量，还会由于漩涡不稳定分离、湍流脉倍。采用四面体与六面体混合网格结构类型进行网格动等非定常因素导致流场压力发生脉动，进而导致管化分。在边界条件设置时，入口采用速度入口边条，路系统的振动噪声[5–7]。给定所要求的入口处速度值，出口采用OUTFLOW边因此，本文选取实际装有CB855A-DN80直通截止条；阀体与阀芯的壁面采用固壁边界条件，同时在数阀的管路系统为研究对象，应用计算流体力学通用软值计算中采用壁面函数的近壁处理方法。流道内流体件Fluent，采用大涡模拟算法进行流场与水动力噪声温度设定为15℃，密度为1025.9kg/m3，物理粘度为分析，预报直

7、通截止阀的流阻系数、管路系统的流场1.1883×10–6m2/s，流速分别设定为0.97m/s，1.93m/s，压力、流场流速和水动力噪声情况，旨在为保证3.09m/s。收稿日期:2015–12–22；修回日期:2016–03–22作者简介:张生乐(1983–)，男，工程师，主要从事船舶管路系统振动与噪声控制研究。·114·舰船科学技术第38卷表1流阻系数Tab.1Flowresistancecoefficient图1计算模型流速/m·s–1流阻系数Fig.1Calculationmodel0.975.2001.935.1592流场分析3.095.153结合流场

8、数值仿真计算，根据国家行