[发明专利]抑制截止阀流动腐蚀的阀芯模型的构建方法及阀芯模型

说明书

本发明公开了一种抑制截止阀流动腐蚀的阀芯模型的构建方法及阀芯模型，包括建立阀门模型和初始阀芯模型，根据阀门模型和初始阀芯模型建立二维流道模型；对二维流道模型进行网格划分，并划分成多套具有不同网格数量的流道网格模型；对多套具有不同网格数量的流道网格模型进行网格无关性验证，保留获得仅一套流道网格模型；将仅一套流道网格模型进行数值模拟计算得到计算结果；将计算结果用等值线云图进行显示，得到压力云图、速度云图和壁面剪切应力云图，再进行可视化分析；根据可视化分析结果对阀芯模型进行调整，获得改进后的阀芯模型。该构建方法采用壁面剪切应力表征截止阀流动腐蚀速率，简化了阀芯结构抑制腐蚀效果的判据，提高了构建效率。

技术领域

本申请涉及阀门技术领域，尤其涉及一种抑制截止阀流动腐蚀的阀芯模型的构建方法及阀芯模型。

背景技术

流程阀门是石油化工、煤化工和能源等流程工业输送的关键设备，其功能主要是调控工作介质的流动，是整个输送系统的咽喉，保障整个输送系统稳定可靠运行。随着流程工业的发展，流程阀门常在高温、强腐蚀介质等工况下工作，在输送过程中极易对流程阀门内壁表面产生腐蚀破坏，既存在安全隐患，又造成经济损失、环境污染等影响。

国外基于流体动力学分析及流动腐蚀预测，归纳总结阀门的流动腐蚀机理，进而对流程阀门腐蚀防控结构进行许多优化设计，并制造了很多高端耐腐蚀流程阀门。

在我国，虽然阀门企业以及科研单位对流程阀门开展了一些研发工作，但通常还是依赖传统局限的经验设计方法或依靠对国外产品的简单仿制，并不能保证设计出的流程阀门能够降低阀门流动腐蚀，延长阀门使用寿命。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种抑制截止阀流动腐蚀的阀芯模型的构建方法，以解决相关技术中不能保证设计出的流程阀门能够降低阀门流动腐蚀的技术问题。

根据本申请实施例的第一方面，提供一种抑制截止阀流动腐蚀的阀芯模型的构建方法，该方法包括如下步骤：

S1：建立阀门模型和初始阀芯模型，根据所述阀门模型和初始阀芯模型建立二维流道模型；

S2：对所述二维流道模型进行网格划分，并划分成多套具有不同网格数量的流道网格模型；

S3：对所述多套具有不同网格数量的流道网格模型进行网格无关性验证，保留获得仅一套流道网格模型；

S4：将所述仅一套流道网格模型导入ANSYS-FLUENT软件中进行数值模拟计算得到计算结果；

S5：采用ANSYS-FLUENT软件的后处理模块将所述计算结果用等值线云图进行显示，得到压力云图、速度云图和壁面剪切应力云图；

S6：对所述压力云图、速度云图和壁面剪切应力云图进行可视化分析，采用壁面剪切应力表征截止阀流动腐蚀速率；

S7：根据可视化分析结果对所述阀芯模型进行调整，获得改进后的阀芯模型。

进一步地，建立阀门模型和初始阀芯模型，根据所述阀门模型和初始阀芯模型建立二维流道模型，包括：

S11：根据实际截止阀结构对阀体、阀盖、阀杆进行三维建模，获得初始阀门模型；

S12：根据设计要求对初始阀芯进行建模，获得初始阀芯模型；

S13：将所述初始阀芯模型与所述初始阀门模型进行配合，获得完整阀门模型；

S14：根据所述完整阀门模型的流道结构中心断面，建立二维流道模型。

进一步地，在网格划分中，网格类型采用非结构网格，调整网格质量到0.3以上。

进一步地，对所述多套具有不同网格数量的流道网格模型进行网格无关性验证，保留获得仅一套流道网格模型，包括：