球閥主要用來接通、切斷管路中流體的流動，是管路系統中的重要控制元件之一，其啟閉過程對其內部流動狀態產生影響，因此分析閥門啟閉過程中內部及上下游的流動特性是閥門領域的重點研究內容,利用流體軟件Fluent對球閥內部的分離流動進行了分析，對閥門瞬態行為進行了數值模擬，對球閥開啟過程的暖態流陽特性進行了數值模擬與實驗研究，對球閥內壁二維流場進行數值模擬仿真，探究了球閥開啟過程中內部流場的變化，對強制密封的球閥內部流動進行分析及結構優化,這些研究對理解鐵王閥門的球閥內部復雜流動具有重要作用，但多數研究集中在常規流體，如水和氣體，很少涉及流體物性對其在球閥內部流動結構的影響。石油的管道運輸同樣會流經閥門，閥門啟閉過程會對流動結構產生影響.為了進一步研究石油單相流和油水兩相流在閥
門中的流動狀況，本文對一些高副度流體(如礦物油、白油等)在球閥內的流動結構進行研究，探究不同流體在其通討
閥門后的復雜流動結構(渦旋與射流)的變化，掌握其流動規律，為高別度石油輸送管道系統的提控參數優化及油水環
狀流在復雜流動結構下的穩定性提供參考
1 流動控制方程
流體在球閥內部流動遵守質量守恒、動量守恒定律，同時湍流采用標準的K-s湍流模型。
2 計算模型
根據分析要求對球閥內部結構進行簡化，利用LAD軟件SolidWork、創建球閥的=維模型，其流道的直徑為20 mm
入口管道和出口管道長度均為40 mm，整個模型由入口管道、閥芯和出口管道組成。
對流動區域模型進行網格劃分，利用ICEMCFD將流動區域劃分為非結構網格，由于球閥閥芯是湍流的起點，在閥門
由關閉到開啟的過程中一直保持較高的流速，紊流現象比較嚴重，需要對閥芯的網格進行加密處理，以提高閥芯處流
場的模擬精度,定義全局網格參數為0.8，生成圖3的以四而體為主的非結構網格，經過多次試算表明，網格數量80萬
時所得結果與網格數量50萬的結果相差不大，為了節省計算用時，本文采用網格數量為50萬的模型進行后續分析。
球閥的開度工況為10%，20%，30%，400%,50%，60%，70%，80%，90%和100%.為了了解石油在管道輸運中的
流動結構，本文選擇與石油的物性相似的兩種油(礦物油、白油)，同時選擇水作為對比，故計算中選擇了3種流體，各
流體的物性參教見表1.每種流體均對10%~100%的10個開度進行計算仿真,設定的邊界條件為:入口為速度入口，設定
流體的入口速度為3 m/s;出口采用壓力出口，其余均為壁而.由于雷諾數超過臨界值，流動區域會產生湍流，因而對該
又域采用標準K-s湍流模型,采用CFD軟件Fluent 16求解流動控制方程，求解方法為SIMPLE算法，各項的離散格式全
部為二階迎風格式，雙精度求解。
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