张生昌，王炤东，邓鸿英，马艺，杨琳，张华军

（1.浙江工业大学工业泵研究所，杭州 310014；2.杭州市特种设备检测院，杭州 310003）①

油田在集输系统中逐步采用油气混输工艺，促进了我国多相流设备的研究，例如多相泵、多相节流阀等［1－2］。往复式油气混输泵是一种新型容积式多相泵，而出口单向锥阀是其最重要的过流部件，目前对其输送高含气量气液混合介质时的流动特性研究较少。本文利用CFD 软件对往复式油气混输泵单向锥阀流场进行数值仿真，分析在不同气液比下阀芯锥角对流动特性的影响，总结相关的参数变化规律，对该类泵阀的设计与结构优化均具有重要理论意义和工程参考价值。

1 结构与建模

1.1 单向锥阀结构

往复式油气混输泵的单向锥阀主要由进口阀板、阀体、排出阀芯、等组成，结构如图1，箭头所指为流体流动方向。主要结构尺寸是：阀座孔当量直径D＝40mm，出口流道B＝8mm，阀芯锥角为（一般常用设计范围90°～120°），阀口开度为h（最大允许开启高度5mm）。

图1 立式单向锥阀结构

1.2 几何模型与网格划分

由于单向锥阀阀腔结构对称，内部流道是三维轴对称，因此仅取流动区域的1／2作为研究对象。利用三维设计软件对单向锥阀建模，导入前处理软件Gambit进行六面体网格划分。排出阀口存在节流作用，压力梯度和速度变化都较大，因此对阀口区域的网格进行局部细化，划分后的阀内三维流场如图2。将网格模型导入Fluent软件进行CFD 解析。

图2 单向锥阀流道三维网格划分

1.3 解析条件

为……