1、電動偏心半球閥概述
閥門內部結構復雜，當流體通過閥門時會產生壓差，并成為影響管道局部水頭損失的主要因素。在閥門設計中，不僅注重結構形態，還需要研究不同類型不同結構閥門的內部流場的特殊性與差異性。偏心半球閥具有開關無摩擦，密封不易磨損，啟閉力矩小等優點，可以減小所配執行器的規格。配以多回轉電動執行機構，可實現對介質的調節和嚴密切斷。因此廣泛適用于石油、化工、城市給排水等要求嚴格切斷的工況。本文通過運用Ansys等軟件，對DN250偏心半球閥在不同開度下的流場進行了數值模擬分析。以便為閥門安全與結構優化設計提供參考。
2、電動偏心半球閥計算流程
2.1、物理模型
使用SolidWorks2014 三維軟件，按照1: 1的比例分別構建偏心半球閥的所有組成部件的物理模型，利用SolidWorks中的裝配體版塊，給部件添加幾何關系、約束，以便組成偏心半球閥真實的物理模型
2.2、結構簡化及網格化分
在閥門前后添加進口管道和出口管道。為了便于使用Ansys 中的Fluent 進行分析計算，對偏心半球閥的結構進行優化，并適當簡化流動區域中的圓角和倒角，以加快計算的收斂率。由于閥前閥后幾何形狀簡單都為圓柱體，而閥體腔內部結構復雜，且閥芯結構復雜，所以，在使用ICEM 劃分網格時，對于閥前后的兩段圓柱體流域劃分結構網格，而對中間的復雜區域劃分自適應性比較好的非結構網格。因為結構網格和非結構網格劃分的方法不同，需要在兩種網格交界處建立交界面，即interface1 和interface2
2.3、分析方法
閥門內部為湍流，因此設置湍流模型為具有平衡壁面函數的k -ε 模型，對流項均采用二階迎風差分方式進行離散。內部區域設置為fluid，介質選擇為water -liquid。管道入口面設置為速度入口(velocity -inlet) ，速度矢量，沿Y 軸正向。管道出口面設置為出流(Out flow) 邊界條件。interface1 和interface2 設置為interior，其他壁面設置為wall。求解器選擇SIMPLE 算法，默認求解控制參數。流場初始化、設置殘差監視器、設置迭代次數進行求解計算，500 次左右計算收斂。
3、電動偏心半球閥計算分析
為了更好的研究偏心半電動球閥的流場特性，計算了閥門開啟角度從10°～90°，即從微開到全開，且每隔5°計算一次。共計17 個工況。
3.1、流場分析
在用Fluent 對閥門流域進行計算之后，為了便于更好的對比不同開度下的速度分布，統一設置速度云圖的最小值與最大值的范圍為0 ～6m /s。這樣可以更直觀的從顏色分布就可以看出最大速度出現的位置以及同一位置不同開度下的速度變化