V型球阀特性之研究-建国科技大学机械工程系暨制.PDFVIP

ME-12 V 型球閥特性之研究 指導老師：方亮彬 劉和通 老師 組員：李星翰、陳文鴻、陳昭名、劉鍇瀚、林鴻儒 建國科技大學 機械工程系 一、簡介： 球閥是常見的裝置，被廣泛的使用於管路系統中，用於處理流體流量之控制。選擇球閥 的第一步，必須瞭解球閥之功能與特性，才能於裝置完成之後達到預期功能。因此在本專題 中，將以電腦輔助設計結合電腦輔助工程分析，由市面上常用之傳統球閥開始，建立 3D 的 實體模型，進而以電腦輔助工程分析軟體 CosmosFloworks 進行壓力、流速、等重要物理量 分析，並利用流量係數(flow coefficieut)Cv 值來比較球閥在流量控制上的優劣且將結果與現 有規範比對，以驗證準確性，並依據比較結果著手研究各項設計參數變化所造成的影響，以 建立完整設計分析之概念與模式。 二、動機： 由於現今社會科技之進步，工業生產力的提高，使得閥門的生命週期已有明顯縮短之趨 勢，對於閥類產品而言，因廣泛使用於一般石化、油田、煉油廠及電力廠或高樓大廈…等常 見工業管線上，因此必須面對更多工業流程控制上的要求，因此在流量的控制上就更顯得重 要。基於以上之說明，在眾多的閥類裝置中，球閥具有構造簡單，結構穩定之特點，適用於 許多工業的管路上，因此在本專題中將考慮針對球閥進行一系列探討與研究。一般傳統金屬 球閥將流道橫截面設計成圓形，而這種圓形橫截面的流道設計，無法單純地由閥門旋轉角度 控制流量，為了改善此問題，目前國外已經有廠商研發出各種不同流道幾何形狀的圓球，透 過實驗量測，獲得不同的旋轉角度之下的流量參數值，找出彼此之間接近線性關係的曲線， 得到最佳流量控制。因此，本次專題中，將針對球閥中傳統的圓形截面積與 V 形截面積面 通道進行數值模擬，求出其流量參數 Cv 值，以比較傳統截面形狀 V 形截面形狀球閥在流量 控制上的優缺點。 三、功能： 1.建立電腦輔助設計與分析模式，達到節省資源、降低成本之目標。 2. 學習整個生產流程的程序與設計開發方法，可應用於各種產品之設計，達成學以致 用之目的。 3. 了解不同截面形狀球閥特性，以提供做為未來球閥設計上參考。 四、特色： 利用電腦輔助設計、電腦輔助工程分析的整合性概念，分析球閥特性，以及利用分析所 得數據與現有規格比對，確定設計與分析之可信度，進而考量各項設計參數的影響，以建立 完整之球閥設計分析模式，縮短球閥開發時程。 五、原理： 球閥的設計，用一個拋光的球，懸浮在兩個橡膠球座之間，使球可以在有效範圍旋轉， 而球閥上有一個通過軸心的孔，以便連接閥體上的進口和出口，這球在彈性座之間旋轉，當 在開啟的位置時，流體就直線的通過，當球旋轉了 90 度之後，流體的通道就全部被塞住了。 ME-12 因此利用不同旋轉角度控制流量，所以本身專題以電腦輔助設計與電腦輔助工程分析方法建 立模型，並以分析結果與規範比較以掌握球閥特性。 六、設備： 1.分析軟體 CosmosFloworks 2.電腦 七、運用時機： 可利用電腦輔助設計,電腦輔助工程分析模式設計產品縮短開發時程。 八、指導老師評語： 以電腦輔助設計與電腦輔助工程分析時的產品特性，是一個相當好的設計分析模式。 九、業界認證： 公司名稱：一原金屬工業股份有限公司 負責人：林國村 聯絡電話：886-4-7812-899 評語 ：符合業界需求 十、專題（或作品）結構圖、或照片（1-2 張）：