介紹了以COSMOSFloWorks 軟件進(jìn)行流場分析的原理。通過對(duì)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(jì)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(duì)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(huì)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(duì)其只能用試驗(yàn)來判斷， 無法用理論進(jìn)行描述。隨著計(jì)算機(jī)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(jì)的優(yōu)化提供了一種新的途徑。

1、有限元分析和流動(dòng)模擬

　　COSMOSFloWorks 軟件是基于先進(jìn)的計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD) 技術(shù)的一種分析軟件， 它不僅能對(duì)流體進(jìn)行二維和三維分析， 穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)流分析， 對(duì)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(duì)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(duì)流道內(nèi)流體進(jìn)行有限元分析和流動(dòng)狀態(tài)模擬。COSMOSFloWorks 有限元分析是在流動(dòng)基本方程(質(zhì)量守恒方程、動(dòng)量守恒方程、能量守恒方程) 的控制下對(duì)流動(dòng)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(shí)， 開啟高度2 mm 與開啟高度1 mm 的流動(dòng)狀況差別不大，其速度最大點(diǎn)也不在閥芯處， 因此， 流體對(duì)閥芯的沖刷力不是很大。而開啟高度為0.5 mm 時(shí)， 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(dá)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(jì)時(shí)應(yīng)盡量考慮流速過大對(duì)閥芯的影響， 以提高閥門的使用壽命。此外， 物料輸送時(shí)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(duì)波紋管截止閥流道的動(dòng)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(diǎn)， 這對(duì)閥門結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)具有參考意義， 有利于提高閥門的使用壽命。