阀芯形状对套筒式调节阀内空化流动的影响研究（英文）

目的:套筒式调节阀内空化的发生不仅会增加整个管路系统的能量损耗,而且会造成阀体及管路的失效破坏。本文旨在探讨四种不同形状的阀芯对套筒式调节阀内不同阀芯位移工况下的空化流动及空化强度的影响,为套筒式调节阀的优化设计及空化控制提出建议。创新点:1.根据四种不同形状的阀芯,研究套筒式调节阀内阀芯形状对流动及空化特性的影响;2.建立数值模型,对套筒式调节阀在不同阀芯形状和不同阀芯位移条件下进行流动及空化分析。方法:1.建立带有不同形状阀芯的套筒式调节阀数值计算模型,并比较分析阀芯形状对阀内速度、压力及空化情况的影响(图4,8和11);2.建立不同阀芯位移条件下的阀门数值模型,比较分析阀芯位移对阀内速度、压力及空化情况的影响(图6和10);3.建立不同形状阀芯及不同阀芯位移下的阀门模型,分析阀芯形状和位移对阀内流动及空化特性的综合影响(图7和13)。结论:1.在四种不同形状阀芯的条件下,高速流动区域和空化发生区主要位于套筒与阀芯之间的间隙;2.在直筒形和椭球形阀芯条件下的阀内空化强度明显强于平底形和圆台形阀芯条件下的空化强度,因此平底形和圆台形阀芯在空化控制方面具有更好的效果;3.在四种不同形状阀芯的条件下,随着阀芯位移的增加,阀内由空化产生的蒸汽总体积先增加后减少。

文丘里定风量阀的阀芯绕流阻力系数研究

在设计文丘里阀时,计算阀芯所受到的绕流阻力大小是确定阀芯所在位置的关键步骤,但利用现有公式进行文丘里阀阀芯绕流阻力计算时,绕流阻力系数变化较大,不利于绕流阻力的计算。所以本文针该问题,提出了可以通过改变绕流阻力计算公式中速度取速点以及部分阀芯几何参数的方法,以维持绕流阻力系数的稳定。并利用ANSYS软件建立了三维阀体仿真数值模拟模型,并进行了不同开口大小和不同结构参数下的绕流阻力系数对比分析。同时,搭建了风洞实验平台,进行了数值模拟模型的对比试验,验证了仿真模型的准确性。研究结果表明,随着取得流体速度的位置越靠近最窄通流面积而趋于稳定,且在最窄通流面后0~2 mm计算出的绕流阻力系数最为平稳,同时改变阀芯的几何参数,同样会影响绕流阻力系数的稳定性。