大型隔膜泵进料阀箱紧固导管三维流固耦合分析

齐东杰，李文明，陈 扬，2，张恩龙

（1.中国有色（沈阳）泵业有限公司，辽宁沈阳 110144；2.沈阳工业大学 材料科学与工程学院，辽宁沈阳 110870）

1 模型与边界条件

两种不同结构的紧固导管三维模型图如图1所示，分别为两流道和四流道。其中，流道截面尺寸为30mm×15mm。对两种结构阀箱的几何模型进行简化并采用专业前处理软件进行网格划分，网格均为六面体单元。两种结构进料阀的流体与结构部分网格如图2所示。

图1 两种紧固导管的三维结构图

图2 两种结构进料阀内部流场与结构网格

流体部分边界条件与载荷如下：紧固导管内流体下表面为流固耦合边界，紧固导管与流体无相对滑移部分为流固耦合边界，阀体（除导杆部分）与流体部分为流固耦合边界；整个流体边界为固定墙；紧固导管内流体与导管有相对滑移部分为滑移墙，阀导杆与流体部分为滑移墙，流体整个对称面为滑移墙；进料阀进口面定义输流速（流速按照从0时刻起至0.67s按正比例函数定义，最大流速为2.65m/s）；阀与流体之间间隙部分定义为GAP边界条件，GAP根据尺寸进行设定（阀的开启与关闭尺寸分别为1 703.5和1 703.2）。

结构部分边界条件如下：结构部分的流固耦合边界与流体部分对应；在阀上表面上方30mm位置建立一几何面以限制阀的升程，该几何面与阀体上表面所形成的单元面集之间定义接触对（几何面为目标面、阀上表面为接触面）；限制阀体自由度只有竖直方向运动，对紧固导管上表面定义全约束。

两种结构的进料阀内腔流体和结构模型导入ADINA后如图3所示。……