高压差微小流量调节阀的设计与仿真

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1、学兔兔www.xuetutu.com第51卷第2期石油化工自动化Vo1．51，No．22015年4月AUT0MAT10NINPETR()_CHEMICALINDUSTRYApril，2015高压差微小流量调节阀的设计与仿真陈刚，沈小垄2(1．中国石化仪征化纤股份有限公司，江苏仪征211900；2．无锡智能自控工程股份有限公司，江苏无锡214112，China)摘要：针对高压差(大于10MPa)、微小流量(Cv<0．1)工况条件下，调节阀的闪蒸、空化容易造成阀芯振动、阀杆断裂、密封面冲刷、噪音大等问题，设计了一种微小流量调节阀。采用孑L板节流

2、与多级降压相结合，实现级间压降平稳分布，有效降低了闪蒸、空化及密封面冲刷。通过理论计算，确定阀内件的关键尺寸。运用CFD软件进行阀内流场的数值模拟，数值模拟及流量试验的数据表明，理论计算较为准确，数值模拟可靠。关键词：多级降压高压差调节阀数值模拟中图分类号：TP214文献标志码：B文章编号：1007—7324(2015)02—0054—05DesignandNumericalSimulationofHighPressureDifferencewithMicro-flowControlValveChenGang，ShenXiaokun(1．S

3、inopecYizhengChemicalFibreCompanyLtd．，Yizheng，211900，China；2．WuxiSMARTAuto—controlEngineeringCo．Ltd．，Wuxi，214112，China)Abstract：Onemicro—flowcontrolvalveisdesignedaimingatproblemsofmechaniealvibration，stembreakage，erosionofsealingsurface，noisesandSOoncausedbyflashingorcava

4、titionofcontrolvalveunderworkingconditionofhighpressuredifference(>10MPa)andmicro—flowrate(Cv<0．1)．Stationarydistributionofpressuredropamongmulti—stageisrealizedwithcombinationofapplyingorificeplateasthrottlingelementsandmulti—stagepressuredrop．Flashing，cavatitionanderosio

5、ninsealingareaarereducedefficiently．Thekeydimensionsofvalveinternalsaredeterminedbytheoreticalcalculation．CFDsoftwareiSusedtocalculatefluidconditionsinsidevalve．TheresultofnumericalsimulationandflowtestshowtheoreticalcalculationiSaccurateandnumericalsimulationiSreliable．Ke

6、ywords：multi-stagepressuredrop；highpressuredifference；controlvalve；numericalsimulation随着工业的迅猛发展，高压差和小流量工况在用多级降压结构。石油、化工、冶金、电力等工业生产装置中的应用日多级降压通常可采用多级套筒式、迷宫式、多趋普遍，从安全生产的角度出发，介质的控制执行级串式、叠板集成块式节流组件调节阀。多级套筒元件一调节阀的有效性和可靠性尤为重要。调调节阀具有一级或者两级降压套，优点是阀门流阻节阀的冲刷、闪蒸、气蚀，致使其寿命缩短，重要装小、流通能力大

7、、可调比大，缺点是实际运用中抗气置上通常选用国外进口产品，但其价格昂贵、维修蚀能力差。减小阀芯尺寸，做成针式结构，材料表成本高、供货周期长。国内很多专家进行了相关研面经过硬化处理，可满足微小流量要求，但结构必究_卜3]，尝试使用不同的结构，但未提出较明确的理须能承受高压差带来的冲刷、振动，且阀杆尺寸非论计算公式。常小，极易发生断裂。迷宫阀能使介质通过曲折的高压差、小流量阀门易出现气蚀和振动，其主流道时降低流速，从而减小气蚀，但带颗粒介质易要失效模式：阀杆断裂、阀内件冲刷严重、密封面堵塞，且加工成本高，阀芯与迷宫套筒之间存在较失效、连接处脱落

8、，进而导致调节阀无法控制或失大的配合间隙，影响调节精度。叠板集成块式调节效。特殊工况下，该调节阀除满足准确调节性能外，恰当的选材可提高零部件表面抗冲刷的能力。稿件收到日期：201