为研究不同管路阻力计算方法对调节阀性能预测结果的影响,对比分析一维经验公式和三维计算流体力学(CFD)管路阻力计算方法的计算结果;结合阻力计算结果,对某过热蒸汽调节阀的工作流量特性进行计算分析。结果表明:管路阻力的三维CFD计算结果与实际更接近,在调节阀的实际调节特性预测中,不同管路阻力计算方法对调节阀流量特性计算结果的影响不可忽略,在过热蒸汽预期流量为34 kg/s时,采用管路阻力一维经验公式和三维CFD计算方法预测的调节阀流量特性相差5.03%。

0 引 言

调节阀的流量特性决定了调节阀的流通能力 和调节性能［1］。在蒸汽动力管路系统中工作的调 节阀的流量特性与管道的阻力特性密切相关，当 管路阻力与调节阀的阻力之比过大时，调节阀的 工作流量特性与期望的流量特性相差甚远，达不到预期的调节目的。因此，在进行调节阀的选型 计算时，需综合管路阻力和调节阀的固有流量特 性，对调节阀的工作性能进行预测。 圆形直管路阻力的计算是基于达西—韦斯巴 赫（Darcy-Weisbach）方程［2］，求解该方程的关键在 于管路摩擦阻力系数的计算。目前，直管路摩擦 阻力系数的计算主要是基于对尼古拉兹（Niku⁃radse）的试验进行数学概括而得到的经验公式［3］， 在进行工程设计时，常在MOODY图上查取。对 于形状复杂的管路，如燃汽轮机的进、排气管路， 则采用三维CFD数值计算方法［4］。为了研究不同 阻力计算方法及其结果对调节阀性能预测结果的 影响，本文将首先比较这2种不同的管路阻力计 算方法及阻力计算结果，然后采用膨胀系数法对 调节阀的流量特性进行分析，以为调节阀的实际 调节性能预测提供参考。