Simulazione strutturale e fluidodinamica di valvole

CAEdevice può eseguire eseguire simulazioni meccaniche, termiche e fluidodinamiche delle strutture. In particolare, partendo dai disegni costruttivi e definendo i modelli FEM che più rappresentano la struttura reale,  può fornire supporto ai progettisti per eventuali modifiche e criticità.

L’obiettivo della simulazione è verificare la resistenza del corpo valvola durante il test di omologazione “body test”. L’articolo vuole descrivere le possibilità offerte dalla simulazione numerica, per questo motivo, e per motivi di riservatezza, sono stati omessi i risultati numerici della simulazione (VonMises, deformazioni, spostamenti) e la geometria è stata modificata in modo da non rappresentare le sezioni della valvola nella scala (aspect-ratio) originale. La vista isometrica della valvola è inoltre semplificata omettendo i dettagli costruttivi.

Valvola_CAD
Modello CAD semplificato della valvola

Come richiesto dalla normativa, il test viene svolte in tre condizioni di riempimento, che si determinano come conseguenza dell’apertura o della perdita di tenuta di uno o di entrambi gli otturatori.

Valvola_verifica_strutturale
Configurazioni della valvola durante l’analisi FEM “body test”

Una volta definite le proprietà dei materiali, le interfacce tra superfici (contatti non lineari) e i vincoli (una flangia imbullonata, l’altra libera), la geoemtria 3D ottenuta in ambiente CAD Solidworks, è stata discretizzata mediante mesh con funzioni di forma polinomiali.

Valvola_FEM_mesh
Geometria della valvola rappresentata tramite mesh tetraedrica

La simulazione strutturale, tramite il metodo degli elementi finiti, permette di visualizzare (solutore Creo Simulate), la distribuzione delle sollecitazioni attraverso l’indice monodimensionale di sforzo di Von Mises.

valvola-FEM-VonMises
Rappresentazione (post processing) delle sollecitazioni

Tra le simulazioni che possono essere svolte da CAEdevice, c’è la caratterizzazione fluidodinamica del comportamento di una valvola, al variare del posizionamento del dispositivo di intercettazione del fluido. Tramite simulazioni CFD, sia di tipo “transient” che di tipo “steady state” (in relazione alla tipologia di meccanismo), è possibile prevedere il comportamento della valvola e intervenire in fase di progettazione.

Valvola
Variazione parametrica della geometria della valvola.
Valvola-CFD
Caratterizzazione del comportamento della valvola tramite simulazione CFD

CAEdevice ha operato in diversi settori di applicazione delle valvole: nucleare, oil&gas, criogenico, vapore, automazione, reti idriche, industria chimica fornendo consulenza per le aree di Como, Lecco, Colico, Bergamo, Brescia, Varese, Bologna, Milano.

CAEdevice

Amministratore della rete CAEdevice

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