Diseño y Análisis de Válvula de Bola Industrial mediante CFD
Roberto Magalhães
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Diseño y análisis de válvulas de bola industriales mediante dinámica de fluidos computacional.
Abstracto:
El análisis de dinámica de fluidos computacional se realiza para establecer una afiliación sólida entre las variables de diseño del dominio de diseño de materiales y el dominio de diseño de productos. Se requieren análisis CFD realizados para válvulas de bola y válvulas de compuerta con parámetros de entrada que se adapten a la aplicación, como presión, densidad, viscosidad y temperatura. La presión máxima que actúa sobre varias regiones del sistema de válvulas que surge debido al flujo de fluido se examinó extendiendo la concentración de presión para diferentes fluidos, a saber. agua, lubricante y diesel. Se supone que el análisis está familiarizado con las estrategias de selección de materiales que satisfacen los criterios para el desarrollo de nuevos productos y, por lo tanto, se promueven entradas bien definidas, incluido el modelo sólido virtual, y condiciones de contorno con resoluciones de malla de mayor grado. En estos casos, se realizan selecciones aproximadas y se ha respetado el esquema de propiedades numéricas para abarcar la perfección en el análisis de simulación. El estudio CFD ejemplifica regiones precisas donde la presión máxima ataca el cuerpo de la válvula y, por lo tanto, las observaciones originan el desarrollo de productos sin el costo de las pruebas físicas. Los estudios de verificación presentados para la distribución de presiones generadas por el flujo del fluido a través del sistema valvular concuerdan con los resultados finales. Además, la deformación y el rendimiento de la válvula son obligatorios para la integración del material y el diseño del producto y, por lo tanto, las predicciones habituales se realizan combinando los resultados de CFD con el análisis de elementos finitos.
Introducción :
En el análisis CFD, la distribución de presión en el área requerida se analiza satisfaciendo la condición de contorno aplicada. Para llevar a cabo el diseño, optimización y análisis de rendimiento de válvulas, para una aplicación específica, se realiza un análisis fluidodinámico en dos tipos de válvulas, a saber. válvula de vástago y válvula de bola. El cuerpo de la válvula se elige para generar una relación entre el tipo de flujo de fluido, la geometría y las pérdidas de presión usando CFD, ya que tienen una construcción mecánica simple, máxima exposición durante el flujo de fluido, logran una deformación crítica y, lo más importante, proporcionan una baja pérdida de presión. El análisis CFD puede revelar la compleja estructura del flujo y las características de sonido alrededor de la válvula, algo que los experimentos difícilmente proporcionan. Incluso en caso contrario, la experimentación debe complementarse con el análisis CFD debido a la intrincada geometría y a complejidades como la turbulencia durante el flujo sónico a través de una válvula.
La dinámica de fluidos computacional (CFD) es la ciencia que determina una solución numérica a las ecuaciones que rigen el flujo de fluido mientras se avanza la solución a través del espacio o el tiempo para obtener una descripción numérica del campo de flujo completo de interés. Los diversos pasos involucrados en la resolución de un problema de flujo en el enfoque CFD implican los siguientes pasos básicos Diseño y Análisis de Válvula de Bola Industrial mediante CFD
DINÁMICA DE FLUIDOS COMPUTACIONAL
• Definir la geometría del problema (es decir, el límite físico)
• Combinar el volumen ocupado por el fluido en celdas discretas.
• Modelado físico del problema (es decir, las ecuaciones rectoras)
• Definir condiciones de contorno
• Resolver iterativamente las ecuaciones rectoras, ya sea como estado estable o como estado inestable.
• Postprocesamiento (es decir, análisis y visualización de resultados)
Diseño y Análisis de Válvula de Bola Industrial mediante CFD
