先导式截止阀在不同阀芯位置下流动和汽蚀特性的数值分析（英文）

目的:先导式截止阀可通过一个先导阀,利用流体在阀门前后自身的压差控制主阀的启闭,是一种新型节能型截止阀。本文探讨该阀在开启和关闭状态下、不同入口速度情况下和不同阀芯位置下的流动和汽蚀特性,为后期结构优化提供设计建议。创新点:1.分析先导式截止阀的阀芯上下表面压差的变化情况,验证其可行性和模型准确性;2.建立数值模型,对先导式截止阀在不同启闭状态和不同阀芯位移情况下进行流动和汽蚀分析。方法:1.通过数值模拟,分析阀芯上下表面的压差,并与现有文献进行比较,验证模型的准确性(图3);2.建立开启和关闭条件下的阀门模型,比较两种状态下该阀的流动和汽蚀特性(图4和5);3.建立不同入口速度条件下的阀门模型,比较分析速度对该阀的汽蚀情况的影响(图6);4.建立不同阀芯位置的阀门模型,比较分析不同阀芯位置下的速度和压力情况,进一步验证该阀的可行性,并分析阀芯位置对阀门汽蚀的影响(图7)。结论:1.在开启和关闭状态下,流速和汽含率在阀座底部靠近出口处达到峰值;2.入口速度更高的情况下,阀的开启速度更快,但汽含率并不一定同步上升;3.当阀芯处于低位置时,虽然对阀门出口处影响位置较小,但其压力梯度较大、汽含率较高,选取合适的弹簧刚度非常重要。