三偏心蝶阀的流场和阻力特性研究

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1、2013年第41卷第11期流体机械文章编号：1005—0329(2013)11—0001—05三偏心蝶阀的流场和阻力特性研究张勤昭。刘福生，王宏(1．清华大学核能与新能源技术研究院，北京100084；2．中核能源科技有限公司，北京100193)摘要：通过流阻试验获得了直径为680mm的三偏心蝶阀在不同开度和速度下的流阻系数。以试验结果为基础验证湍流模型，选择SST模型作为湍流模型，建立获得三偏心蝶阀详细流场的数值模型。利用该数值模型对试验蝶阀在90。、7O。、50。开度下的流场和流阻系数进行预测，9o。代表全开。试验结果表明，50。开度的流阻系数值约为9O。开度流阻

2、系数值的9倍；三偏心蝶阀全开时的流阻系数值约为中线蝶阀全开时流阻系数值的6倍。数值分析表明，全开状态下，三偏心蝶阀阀板处存在的漩涡比中线蝶阀多，可对三偏心蝶阀阀板形状进行优化，以减小流阻系数；随着开度减小，流体的流动产生与阀板关闭方向一致的力矩，帮助阀板关闭。关键词：三偏心蝶阀；流阻系数；湍流模型；数值模拟中图分类号：TH134文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1005—0329．2013．11．001StudyofFlowFieldandResistanceCharacteristicsofTripleEccentricButterflyValv

3、eZHANGQin—zhao，LIUFu—sheng，WANGHong(1．InstituteofNuclearandNewEnergyTechnology，TsinghHaUniversity，Beijing100084，China；2．ChinergyCo．Ltd．，Beijing100193，China)Abstract：Inordertoobtaincorrectflowresistancecoefficientsofatripleeccentricbutterflyvalvewith680mmdiameter，flowresistancetestWflSd

4、evelopedfordiferentvalvediskpositionsandinletairvelocities．Thenasetofnumericalmodelwassetupbasedontestresultstogetflowdetailsinsidethetestedvalve．SSTmodelwasselectedastheturbulencemode1．Thisnumericalmodelwas印pliedtopredicttheflowfieldandflowresistancecoeficientsofthetestedvalvefordiskp

5、ositions90。，70。and50。(where90。Wasthefullyopenedposition)．Testresultsshowthatflowcoefficientof50。diskpositionisthesanleasninetimesasthatof90。position．Theyalsoshowthatthetestedvalvehasaflowcoefficientfor90。whichissixtimesbiggerthanthatofthesymmetricvalvefor90。．Numericalresultsshowthatthe

6、reismorevortexaroundthediskthanthatofthesymmetricvalvefor90。，sotheshapeofthetestedvalvediskcanbeoptimizedtoreducetheflowcoeficient．Andthereistorqueactingondiskpro-ducedbytheairflowwiththediskpositionsfrombigdegreestofullyclosed．Itishelpfultoclosethedisk．Keywords：tripleeccentricbutterfl

7、yvalve；flowresistancecoeficient；turbulencemodel；numericalsimulation1引言三偏心蝶阀是结构最先进的一种蝶阀，它具有优异的密封性能，可用于高温、高压环境，满足了电蝶阀由于结构简单、体积小、操作简单，被广站、石油、化工、冶金等行业对管件的苛刻要求，正泛应用于管线中，发挥截断和流量调节功能。为得到越来越广泛的应用⋯。满足各种工况要求，蝶阀先后经历了从中线蝶阀流阻系数是衡量阀门性能优劣的主要参数之向单偏心蝶阀、双偏心蝶阀和三偏心蝶阀的演变。一。它影响管路的阻力特性，是设计者和用户非收稿日期：2013—05