بررسی رفتار هیدرواستاتیکی و هیدرودینامیکی شیر پروانه‌ای قطر بزرگ با استفاده از روش ‌های عددی و تجربی

در این تحقیق، رفتار هیدرواستاتیکی و هیدرو دینامیکی شیر پروانه‌ای قطر بزرگ و توزیع تنش و تغییر مکان در حالت کاملا بسته و همچنین گشتاور هیدرودینامیکی وارد بر دیسک تحت شرایط مختلف و همچنین در زاویه‌های مختلف دیسک شیر بررسی شده است. به این منظور از روش کوپلینگ حل سیالاتی (cfd) و حل جامداتی(fem) استفاده شده است. به منظور صحه‌گذاری حل عددی، تغییر مکان نقاط بحرانی دیسک شیر اندازه‌گیری شده و با نتایج عددی مقایسه شده است. همچنین، گشتاورهیدرودینامیکی مدل کوچکتر شیر به صورت تجربی تعیین و با نتایج عددی مقایسه شده که تطبیق خوبی را نشان می‌دهد. نتایج نشان می‌دهد که بیشترین تنش به محور شیر در حالت کاملا بسته شیر وارد می‌شود و گشتاور هیدرودینامیکی وارد بر دیسک شیر در زاویه‌های نزدیک به حالت کاملا باز به ماکزیمم مقدار خود می‌رسد. علاوه بر این، تاثیر عوامل مختلف از جمله خروج از مرکز دیسک، جهت جریان و شکل دیسک شیر بر گشتاور هیدرودینامیکی بر روی مدل واقعی بررسی شده است. به این ترتیب الگوی مناسبی برای تحلیل عددی شیر های پروانه ای قطر بزرگ تدوین شده که در طراحی تمامی شیر های مشابه، می تواند مورد استفاده سازندگان قرار گیرد.

Investigating the hydrostatic and hydrodynamic behaviour of large size butterfly valves using experimental and numerical methods

In this paper, c. For this purpose, stress distribution and deformation of the major parts of the valve and also, the hydrodynamic torque, which is applied to the valvedisk, have been calculated at different opening angles of the disk. To carry out the numerical analysis, coupled Computational Fluid Dynamics (CFD) and Finite Element based solid mechanics solution methods have been used. To validate the numerical results, the displacements of some critical points on the valvedisk have been measured and the results are compared with those obtained using numerical solution. Also, the hydrodynamic torque of a model valve has been measured using an experimental rig and the data are compared with the numerical results. Both comparisons show good agreement and approve the accuracy of the numerical solution method. The results show that maximum stress occurs at the valve shaft when it is fully closed and, hydrodynamic torque exerted on the disk becomes maximum when the valve is at almost fully open angle. The effect of different parameters such as diskoff set, flow direction and shape of the valvedisk on the hydrodynamic torque of the valve has been investigated. In this process, a modeling method to study the hydro dynamic behaviour of large size butterfly valves has been developed which can be implemented in other case studies by the manufacturers.