介紹了以COSMOSFloWorks 軟件進行流場分析的原理。通過對波紋管閥不同開度下的流場分析， 尋求閥門薄弱環(huán)節(jié)， 從而為波紋管閥結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計提供依據(jù)。

　　目前， 隨著安全環(huán)保節(jié)能減排要求的不斷提高， 在易燃、易爆及有毒有害產(chǎn)品生產(chǎn)過程中， 對其密封性要求更加嚴(yán)格。波紋密封閥門可很好地解決跑、冒、滴、漏等問題。但波紋密封閥由于受自身彈性限制， 其開啟高度具有一定局限性， 開啟過高會影響閥門使用壽命。因此， 研究其力學(xué)性能來提高閥門的可靠性和使用壽命已成為必要。閥門的可靠性和使用壽命很難控制， 過去對其只能用試驗來判斷， 無法用理論進行描述。隨著計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展和有限元分析的不斷深入， 國外開發(fā)了許多流體有限元分析軟件， 如ANSYS、Fluent、COSMOSFloWorks 等， 這給閥門結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化提供了一種新的途徑。

1、有限元分析和流動模擬

　　COSMOSFloWorks 軟件是基于先進的計算流體動力學(xué)(CFD) 技術(shù)的一種分析軟件， 它不僅能對流體進行二維和三維分析， 穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)流分析， 對層流、湍流及過渡流分析都適合。該軟件使用方便， 簡單易學(xué)， 并且精度很高。因此， 本文對波紋管截止閥采用Solideworks 建立三維分析模型，利用Solidworks公司的COSMOSFloWorks 軟件對流道內(nèi)流體進行有限元分析和流動狀態(tài)模擬。COSMOSFloWorks 有限元分析是在流動基本方程(質(zhì)量守恒方程、動量守恒方程、能量守恒方程) 的控制下對流動的數(shù)值模擬。其數(shù)學(xué)模型為：

　　根據(jù)以上圖顯示， 流速在2 m/s 以下時， 開啟高度2 mm 與開啟高度1 mm 的流動狀況差別不大，其速度最大點也不在閥芯處， 因此， 流體對閥芯的沖刷力不是很大。而開啟高度為0.5 mm 時， 由于閥芯與密封面之間空隙較小， 所以其壓差較大， 從而使得流速在閥芯靠近出口面處較大， 達到12.9m/s， 該處也因此而容易失效， 導(dǎo)致內(nèi)泄漏。因此，在設(shè)計時應(yīng)盡量考慮流速過大對閥芯的影響， 以提高閥門的使用壽命。此外， 物料輸送時應(yīng)盡量保持閥門開啟高度為1 mm 左右， 以延長閥的使用壽命。

2、結(jié)論

　　通過對波紋管截止閥流道的動力學(xué)模擬分析，研究了不同開啟高度條件下閥門內(nèi)壓力、流速的分布情況， 分析了閥門易失效點， 這對閥門結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計具有參考意義， 有利于提高閥門的使用壽命。