【摘要】
利用CFD技术,模拟计算了两种调节阀简化模型的流量特性曲线,其中扇形模型的流通面积与行程之间是线性关系,而环形模型的流通面积与行程之间是平方关系。针对一种工程应用的网孔型套筒阀提出了优化方案并比较了优化前后的流量特性,优化前的网孔型套筒阀网孔数量均匀分布,而优化后的网孔数量逐渐递增。结果表明,扇形模型的流量特性曲线接近直线型,而环形模型的流量特性曲线接近对数型;优化前的网孔型套筒阀的流量特性曲线为直线型,优化后则为抛物线型,可以满足其他的流量调节需求。
【正文试读】利用CFD技术,模拟计算了两种调节阀简化模型的流量特性曲线,其中扇形模型的流通面积与行程之间是线性关系,而环形模型的流通面积与行程之间是平方关系。针对一种工程应用的网孔型套筒阀提出了优化方案并比较了优化前后的流量特性,优化前的网孔型套筒阀网孔数量均匀分布,而优化后的网孔数量逐渐递增。结果表明,扇形模型的流量特性曲线接近直线型,而环形模型的流量特性曲线接近对数型;优化前的网孔型套筒阀的流量特性曲线为直线型,优化后则为抛物线型,可以满足其他的流量调节需求。
目前已有的关于调节阀流量特性的研究主要集中在以下 几个方面,一是流量调节理论的研究,包括数学模型的建立和 完善、评价标准的讨论等[2-6];二是针对具体阀型,利用试验或 工程经验,分析流量特性和改进方法[ 7, 8];三是针对具体阀型, 利用CFD技术分析流量特性[ 9-14]。对于流量特性与流通面积分布两者之间联系的讨论,文献[ 1]中阐述了借助实验数据和 流体阻力系数-流通面积曲线图,或利用总流量系数等参数, 计算特定形式调节阀的流通面积分布的方法;文献[ 8]中也针 对具体调节阀,提出了通过调整面积-行程分布改善流量特性 的方案,并与实验结果进行了比较。然而这些研究都是针对具 体形式的调节阀,且依赖经验数据和实验数据,其意义在于具 体工程应用,并没有在理论层面分析流量特性与流通面积分布 之间的联系。而网孔型套筒阀的流量特性,也没有相关文献对 其进行分析。
本文设计了两种不同结构的简化模型,对其进行数值模拟 研究,旨在分析其流量特性与流通面积分布关系之间的联系, 从中寻找规律。在此基础上,对一种网孔型套筒阀进行了优 化,计算了优化前后两种调节阀的流量特性,并进行了比较 分析。