阀芯结构对节流截止阀流阻特性和内部流动特性的影响

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1、学兔兔www.xuetutu.com第51卷第l2期机械工程学报VO1．51NO．122015年6月JOURNALOFMECHANICALENGINEERINGJun．2O15Dol：10．3901／JME．2015．12．178阀芯结构对节流截止阀流阻特性和内部六动特性的影响术IL崔宝玲马光飞王慧杰林哲尚照辉(浙江理工大学浙江省流体传输技术研究重点实验室杭州3loo18)摘要：为探索阀芯结构对节流截止阀性能的影响，基于有限体积法和标准k-e湍流模型，在不同开度条件下，采用数值模拟的方法，研究平底、梯形和弧形三种

2、不同阀芯结构节流截止阀的流阻特性，分析阀内部的速度和压力分布规律；并对三种阀芯结构的节流截止阀的流阻特性开展水力试验研究，数值模拟得到的阀门流量系数和流阻系数的结果与水力试验结果比较吻合。结果表明，在开度小于40％时，梯形和弧形阀芯结构的阀门较平底阀芯结构的阀门内部低压回流区有所减弱，压力分布趋于均匀，阀门流阻系数减小，更有利于阀门内部流体的流通；当开度大于55％时，三种阀芯结构的阀门流阻系数基本重合，并趋近与零；在整个开度，弧形阀芯结构的阀门流量随阀门开度变化较为均匀，更有利于阀门流量的调节。关键词：节流截止阀

3、；试验测试；数值模拟；流量系数；流阻系数中图分类号：TH38Influence0fVAlveCoreStructureonFlowResistanceCharacteristicsandInternalFlowFieldofThrottlingStopValveCUIBaolingMAGuangfeiWANGHuijieLINZheSHANGZhaohui(TheZhejiangProvincialKeyLaboratoryofFluidTransmissionTechnology,ZhejiangSci—Tec

4、hUniversity,Hangzhou310018)Abstract：Tostudytheinfluenceofvalvecorestructureonthrottlingstopvalve，thenumericalsimulationofflowfieldinthevalvewithflatbottom，TrapezoidandArcvalvecorestructureunderdiferentvalveopeningarecomputedbasedonfinitevolumemethodandstandar

5、dk-eturbulencemode1．Thespeedandpressuredistributioninvalveareanalyzed．Andhydraulicexperimentaltestiscarriedouttoobtainflowresistancecharacteristics．Theflowcoefficientandflowresistancecoe~cientofnumericalmethodsbasicallyagreewithonesofhydraulicexperiment．There

6、sultsshowthatthelow-pressurebackflowareainvalvewithTrapezoidvalvecoreandarcvalvecorearedecreased，thepressuredistributiontendstobeuniform，andtheflowresistancecoeficientdecreaseswhentheopeningislessthan40％．Itismoreconduciveforthefluidthroughthevalve．Whentheopen

7、ingismorethan55％，valveflowresistancecoeficientofthreethrottlingstopvalveclosetozeroarebasicallythesame．Forallopening，theflowofvalvewithArcvalvecoreismoreuniformityandithasbettercontrolperformance．Keywords：throttlestopvalve；experimentaltest；numericalsimulation

8、；flowcoemcient；flowresistancecoeficient重危害管道的使用，同时还影响阀门流道局部水头0前言损失。因此，国内外学者利用试验和数值模拟方法对阀门开展了大量的研究，并取得了一些有益的成果[1．5】。阀门是管道流动中重要的控制元件，具有截止、调节、防止逆流和稳压等功能。在阀门的使用节流截止阀作为一种特殊的阀门，结合了截止过程中，当流体通过阀门