水电站大口径进水球阀流动特性的数值模拟研究

作     者：高慧 唐学林 李小芹 李长胜 

作者机构：中国农业大学水利与土木工程学院北京100083 北京市供水管网系统安全与节能工程技术研究中心北京100083 河南天池抽水蓄能有限公司河南南阳473000 

出 版 物：《水电站机电技术》 (Mechanical & Electrical Technique of Hydropower Station)

年 卷 期：2017年第40卷第3期

页      面：1-4,16页

学科分类：080103[工学-流体力学] 08[工学] 080104[工学-工程力学] 081502[工学-水力学及河流动力学] 0815[工学-水利工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51479196 51179192 51139007) 青年教师创新项目(2016QC085) 新世纪优秀人才支持计划(NETC-10-0784) 

主　　题：大口径球阀 非定常 阻力系数 

摘      要：采用FLUENT的动网格和网格自适应技术对水电站大口径进水球阀关闭过程进行非定常数值模拟,并与不同关闭角度下的定常稳态计算结果进行对比,提出如下结论:(1)相同关闭角度下,关闭过程中的局部损失系数高于稳态过程中的局部损失系数,且局部阻力系数拐点均发生在关闭角度为40毅至50毅之间;(2)分析非定常关闭过程计算中不同关闭角度下的总压、速度云图及流线分布,发现当关闭角度大于50毅时,阀瓣与壁面的微小缝隙中逐渐形成一股高速射流,球阀主流道的高速区逐渐断裂,球冠附近的流速梯度大且压力梯度非常明显,XY平面阀体后端的漩涡运动开始加强逐渐形成回流区,介质过球阀时的压力损失明显增加;(3)分析非定常关闭过程计算中各监测点速度随关闭角度的变化情况,发现随着关闭角度的增加,从阀门进口左下方到阀门出口右上方逐渐形成高速流,所以监测点8的速度最大,而当关闭角度增加到大于50毅时,由于高速区的断裂,监测点3的速度最大。结论(2)和(3)的内特性分析均揭示了阀体内部高速区的断裂与其外特性的联系。