以煤化工领域中某型号的黑水调节阀为研究对象,先对其结构和工作介质进行了分析,阐明了该调节阀工作环境恶劣的情况。用CFD中固液两相流的数值模拟方对两种开度下的阀门内流场进行了分析,得到了压力场、速度场,并对阀门内发生的闪蒸、空化现象进行了分析,给出了对现有结构进行改进的建议

0 引言 

阀门是石油、化工、电站、造纸、核工业、长输管线、 各种低温工程、海洋采油以及宇航等流体输送系统中 的控制部件，具有导流、截止、调节、节流、防止逆流、分 流或溢流卸压等功能[1]。该调节阀工作温度较高，应能 够耐受通过阀门压力降引起的高流速，还要耐受闪蒸 溶解汽的汽蚀、水的汽化和煤灰颗粒引起的腐蚀及磨 蚀。黑水即为水煤浆气化工艺中在洗涤塔和气化炉的 生产过程中产生的。因此对某型号黑水调节阀的内部 流场进行CFD数值模拟分析，得到可视化结果，找出其 闪蒸、空化区域，并对该区域进行结构改进，延长其使 用寿命，具有重要意义。

1 黑水调节阀结构分析

黑水调节阀本质上是角阀的一种。它从结构上可 以分为流开型（底进侧出）和流闭型（侧进底出）两种 [2]。如图1所示。由于本案例中的调节阀用于煤化工气化工艺中，其介质含有煤渣、煤尘等杂质，为了防止流 道堵塞，采用流闭型调节阀

本案例中选取公称通径DN100，可调比R为50，阀 芯行程为40mm的黑水调节阀为研究对象。其三维结 构如图2所示。从图中可以看出此型号黑水调节阀主 要由阀体、阀盖、阀杆、调节头、阀座及阀座组件构成