球阀阀口流量特性的试验研究

《球阀阀口流量特性的试验研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、维普资讯http://www.cqvip.com第40卷第8期机械工程学报v。}l40No．82008年8月CHESEJOURNALOFMECHANICALENGINEERINGAug．2004球阀阀口流量特性的试验研究水贺小峰黄国勤杨友胜李壮云(华中科技大学机械科学与工程学院武汉430074)摘要：介绍了球阀阀口流量特性试验装置，对水压球阀在不同结构参数下的流量特性进行了试验研究。试验表明，当阀座半锥角为45。、倒角长度不大于Rcosa／4时，在所有试验的开度和雷诺数变化范围内，球阀有较稳定的流量系数(0．9～1．0)，且不易出现

2、流量饱和现象：阀座倒角对阀口的流量一压差特性的影响较大，而倒角长度对其影响较小。关键词：水压传动球阀流量特性流量饱和中图分类法：TH1370前言在水压传动元件中，球阀是一种应用很广泛的结构形式。如换向阀、先导控制阀、插装阀和阀配流式柱塞泵的配流阀等均可采用球阀形式。因为可以直接选用硬度高、耐腐蚀性好的陶瓷球作阀心，与耐蚀合金相比，能较好地抵御高压下海水介质的气蚀、流体侵蚀及腐蚀磨损，且结构简单。因此陶瓷球阀在水压传动元件中有较大的实用价值。与矿物油相比，由于水的粘度低，水在球阀阀口中流动时的雷诺数较大，其流态及流量特性会产生根本的变

3、化，传统的油压阀的设计理论对水压球阀不再适1．水压泵2．蓄能器3、6．压力表4．流量传感器用。国内外对以水作介质的锥阀和平板阀的流量特5、13一节流阀7．位移传感器8．调节螺母性已进行了试验研究【jq。，所得出的试验结论对水压9、12．压力传感器l0．钢球11．阀座l4．安全阀图1球阀阀口流量特性试验装置原理图阀的设计有一定的指导意义。但对于水压球阀的流量特性尚未见到有关的研究报道。对水压球阀阀口的流量特性进行试验研究，以2试验条件掌握阀口的结构参数与流量特性间的规律，为球阀(1)试验介质：自来水。阀口的结构设计提供试验依据。(2)

4、试验温度：20~30℃。(3)最大试验压力：3．5MPa。1球阀阀口流量特性的试验装置(4)流量：0～50L／min。(5)试件几何参数：试验采用19mm直径的钢图1为研制的球阀阀口流量特性试验装置原理球，球阀试件的结构如图2所示，阀座的主要结构图。阀口进、出口压力分别由节流阀13和5调节，参数见下表。并分别由压力传感器12和9测量。通过阀口的流量表球阀阀座的主要结构参数由流量传感器4测量。位移传感器7用于测量阀口试件A试件B试件c试件D试件E开度。调节螺母8用于调节阀口开度。通过更换阀座ll，便可对不同结构参数的球阀阀口的流量特性

5、进行试验研究。}国家自然科学基金资助项目(59975031)。20030728收到初稿20040225收到修改稿维普资讯http://www.cqvip.com2004年8月贺小峰等：球阀阀口流量特性的试验研究31接触线在阀座倒角的大径上(与锐缘阀座类似)，因而在开度一定时，其流量系数随雷诺数增大而增大(也与试件A类似)。与其他试件相比，试件B在所有开度下的流量系数较大。这是由于流体通过阀口时，流体的方向变化较小，射流收缩小，使流量系数C口较大。图2球阀试件的结构3试验结果及分析球阀流量系数按下式计算048l2l620雷诺数

6、RP／

7、l0a存图3x=0．1mill、无背压时球阀的cq—e特性曲线籁啊螺ll000式中q——球阀阀口流量卸——球阀进、出口压力差——球阀过流面积1．_2hoA----_Kdhox式中ho=olo2o304o雷诺数

8、RP／l0a——阀口开度图4x=0．3mill、无背压时球阀的C厂g特性曲线尺——钢球半径——阀口等效直径d=(dl+d2)／2对试件B，d=d2球阀雷诺数可按下式计算尺P：f3)兀dlu式中u——水的运动粘度图3、图4、图5为试件A、B、C、D分别在图5x=0．5mill、无背压时球阀的cq—g特性曲线0．1mnl、0_3m

9、nl和0．5mnl的开度及出口无背压条件下的流量系数一雷诺数(C口--Re)特性曲线。从图(3)试件c(阀座为45。半锥角)的流量系数基3～5中可以看出：本不随开度和雷诺数的变化而变化，在所有开度和(1)试件A(无倒角的锐缘阀座)在一定的开度雷诺数变化范围内，都有C口≈0．9～1．0。下，随雷诺数的增大，流量系数增大并趋于稳定。(4)试件D(阀座为60。半锥角)在相同的雷诺随开度增大，流量系数呈降低的趋势。在小开度时，数下流量系数C口随开度增大而减小，在0．1mnl的Cq≈0．55～0．65；当开度较大≥0_3mm)时，Cq≈小开度

10、时的流量系数最大(C口>1)。这是由于小开度0．5～0．6。时流体粘附于阀座上，压力恢复较大，使流量系数(2)试件B(阀座为30。半锥角)因球与阀座的较大；随开度增大，流体不再附壁，使流量系数减标准分享网www.bzfxw.com免费