氨用截止阀流程的分析

氨用截止阀是氨系统中的重要部件，现广泛应用于食品、化工、医药、水利等氨系统中。由于阀门流道的内部结构复杂，当流体通过法道时产生诸如漩涡、水锤和死水区等水流现象。这些现象严重危害系统工况，是造成系统水头损失的主要因素。目前国内对各类阀门尤其是氨阀流道流动特性的研究尚未引起重视，在设计中基本上还是依据常规设计方法和经验，只注重结构形式而不注重考虑压力损失，从而引起较大的能耗，在实际氨系统中，阀门的流道压力损失占整个系统的压力损失的比例是相当大的。

流程分析：

1、设定分析项目：以DN40氨用截止阀为例，设内部流动的介质为水，依据JB/T5296-91的有关规定，选择流动模型为单向流体的不可压缩粘性流动，无气穴现象，端墙设置为绝热壁，采用不可压缩流动的雷诺方程组与K-ε构成封闭的分析模型。图1为两种结构的氨阀二维平面对比图。

2、建模：CFD分析属于大型数值问题求解，为了缩短求解时间，模型应尽可能简化。由于氨阀门的工况要求，介质由阀门右端进入阀门，左端流出阀门，所以我们设阀门右端为进口，左端为出口，又由于阀后流体的流动比较复杂，为了避免出口界面上产生涡流并使计算结果收敛，阀前延伸管道长度取管道直径的五倍，阀后延伸管道取管道直径的十倍，建模结果如图2、图3所示。

3、两种氨阀流道模型及网格划分：为保证流体的稳定流畅性，从进口到出口，通过内部流道组成分析用的封闭区域。网格划分采用了非结构混合网格技术，利用COSMOSFLOWORKS的网格划分功能对其进行网格划分，采用自适应的网格技术对流场进行模拟。

4、运行设置向导：COSMOSFLOWORKS对于初始条件的设置提供了非常简捷快速的操作界面。首先运行设置向导，依次对units(单位制)—>Fluid type(流体或汽体)—>physical features(层流)—>Analysis—>roughness(表面粗糙度)—>select fluids(选择water SP，表示流体为一个标准大气压力下的水)—>default wall conditions(一般选绝热壁)—>Result and Geometry Resolution(设置结果和几何精度)。

5、边界条件：要对氨阀进行流场数值模拟，首先需要设定氨阀的边界条件，主要包括入口边界条件、出口边界条件和壁面边界条件等。

入口边界条件：选择流体入口的流量作为氨阀的入口流量。

出口边界条件：选择流体的出口压力作为氨阀介质的出口边界条件。

壁面边界条件：选取为粘性流动，采用壁面无滑移条件。针对粘性底层和过渡层采用壁面函数法求解。

6、计算右键单击配置名，选择“Run”，就可以由系统开始计算，计算过程可以通过各种图片进行实时监视。