Computational fluid dynamics application for determining flow characteristics of valves

Abstract

Endüstride birçok alanda kullanılan vanalar, akışkan kontrolünün vazgeçilmez elemanlarıdır. Vananın kullanıldığı amaca göre, kullanım ömrü daha uzun olan, akışkan kontrolünü daha hassas sağlayan, gerektiğinde akışa minimum direnç gösteren vanalar, kullanıcıların beklentileri arasındadır. Bundan dolayı mühendisler mevcut vanaları sürekli olarak geliştirmekte ve yeni model arayışına gitmektedirler. Günümüzde bilgisayarlar mühendislerin en büyük yardımcıları konumundadırlar. Akışkan problemleri gibi çözümlemesi zor problemlerin analizlerinde bilgisayar desteği, büyük kolaylıklar sağlamaktadır. Bir vananın üç boyutlu çizimi bilgisayarlar aracılığı ile hazırlandıktan sonra, vananın çalışma koşulları sonlu elemanlar yöntemi ve hesaplamalı akışkanlar dinamiği kodları kullanılarak analiz edilebilir. Bu analizler sonucunda vana ilk örneği üretilmeden geometrideki değişimlerin sonuçları hızlı bir şekilde izlenebilir. Bu çalışmada endüstride yaygın olarak kullanılan vana tipleri olan küresel ve kelebek vananın akış karakteristik eğrileri ANSYS CFX programı yardımıyla analiz edilmiş ve vana üreten firmaların katalog verileri ile karşılaştırılmıştır. The valves used in different fields of industry are the most indispensable elements of the flow control. The expectations of the users differ from one another according to the aim of the usage like having a longer lifeline, supporting a more sensitive flow control and having a minimum resistance to flow if necessary; that's why, the engineers improve the existing valves and look for new models. Nowadays, computers are the greatest helpers of engineers. Computer support in the analysis of difficult problems like solving flow problems is a big facility. After drawing a valve in three dimensional with computers, the working conditions of valves can be analyzed using finite element method and computational fluid dynamics codes. The results of the changes in the geometry can be observed without producing a prototype via this analysis. In this study, the flow characteristic curves of the ball and butterfly types of valves, which are widely used in industry, are analyzed by ANSYS CFX and the results are compared with the catalogue data of the valve producing firms.