阀门作为一种用来改变管路断面和介质流动方向,控制输送介质的压力和流量的一种压力管道元件,广泛应用于石油、化工、航空航天等各种领域。阀门在启闭过程中开度不断变化,极易产生漩涡、二次流等复杂的流动状态,这些流动可能会引起阀门的故障,造成安全事故。又因为阀门在使用中可能会接触到高温介质,高温造成阀门热变形和热应力,应力集中对阀门的寿命影响很大。因此,针对这些现象,本文针对宣达实业集团生产的型号为6′′Q347Y-900Lb型号的球阀,建立球阀的三维模型并对球阀进行流场的相关分析和热-结构耦合分析,研究流场和温度对球阀的影响。论文的主要工作如下:(1)利用三维软件Solid Works和UG进行球阀及其球阀流道模型的建立,采用ANSYSWorkbench自带网格划分工具和网格划分软件ICEM CFD进行球阀结构和流场网格的划分。(2)对球阀从全开状态到全关状态的过程中不同开口度进行稳态流场特性和流固耦合分析,得出了稳态工况下不同开度的流阻特性,并与理论计算值进行对比;球阀的强度随不同开度的变化情况。(3)根据已知的工况条件计算球阀的对流传热系数,分别对球阀进行不同温度下的热-结构耦合分析,分析球阀的强度及其刚度随温度变化的情况,得出球阀强度与刚度随温度变化的曲线图。(4)对球阀的阀座和球体进行接触摩擦分析,得出阀座的摩擦应力及其滑动位移,与球阀工作中的位移量比较,综合流场和热分析的结果得知球阀强度和刚度符合要求。