基于源汇法和数学解析法的轴流式止回阀阀芯流线型设计及流阻系数分析

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1、学兔兔www.xuetutu.com第42卷第4期石油化工设备Vo1．42NO．42013年7月PETR(>CHEMICALEQUIPMENTJuly2013文章编号：1000—7466(2013)04—0023—04基于源汇法和数学解析法的轴流式止回阀阀芯流线型设计及流阻系数分析张希恒，吴佳宝，段峰波，李科。(1．兰州理工大学，甘肃兰州730050；2．自贡新地佩尔阀门有限公司，四川自贡634000)摘要：采用源汇法和数学解析法相结合的方法设计轴流式止回阀的阀芯线型，利用等强度线源与直线均匀流叠加法以及精确数学表达法，分析推导了阀芯中阀瓣和导流罩的表面曲线数学表达式，解析推导了轴流式止回

2、阀的流阻系数。以此方法对某型号的轴流式止回阀阀芯的线型进行改进设计，计算了改进前后的阀门流阻系数，通过对比分析可知流阻系数降低明显，此研究结果可为轴流式止回阀阀芯的线型设计提供一定的理论分析和计算方法。关键词：轴流式止回阀；源汇法；数学解析法；流阻系数；线型设计；分析中图分类号：TQ050．2文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．1000—7466．2013．04．006StreamlinedDesignofAxialCheckValveSpoolandAnalysisofFlowResistanceCoefficientBaseonSingularityDistributi

3、onMethodandMathematicalAnalyticMethodZHANGXi—heng，WUJia—bao，DUANFeng-bo，LIKe(1．LanzhouUniversityofTechnology，Lanzhou730050，China；2．ZigongNewDipperValveCorporation，Zigong634000，China)Abstract：Theline—typeofaxialcheckvalvespoolisdesignedbyadoptingsingularitydistribu—tionmethodandmathematicalanalytic

4、method．thesuperpositionoftheequalintensionoflinearsourcewithparallelflowandaccuratemathematicalexpressionmethodareappliedtoanalysisthesurfacecurvemathematicalexpressionofspoolanddeducingflowresistancecoefficientofaxialcheckvalve．Andthiswayisusedtoimprovetheline—typedesignofcertaintypeofaxialcheckv

5、alvespool。calculatedflowresistancecoefficientofthebeforeandafterofimprovedvalveandcompared，flowresistancecoefficientreducedobviously．Theresultsmayprovidetheoreticala一轴流式止回阀以其运行平稳、水击压力小、不易阀芯线型的结构是否合理对其流阻系数、压力损失、空化、对介质压力变化响应速度快、低噪声及密封性边界层分离等流态性能影响很大，而合理的阀芯流好等优点，广泛地用于油气集输管网等泵的出口、消线型设计是降低轴流式止回阀这些流态性能以

6、及提防和石化等管道上作止回装置棚。轴流式止回阀高流通能力的有效途径。以前阀芯的设计方法收稿日期：2013-02—02基金项目：甘肃省科技支撑计划(1105ZSB079)作者简介：张希恒(1966-)，男，甘肃永登人，副教授，硕士，多年从事阀门的研制开发及设计工作。学兔兔www.xuetutu.com石油化工设备2013年第42卷通常是几段直线和斜率变化很小的曲线组合而成的其中z／R。一0．1线型，对阀门的流态性能影响很大。式中，r为阀瓣回转体的半径，R。为阀瓣的最大半径文中基于源汇法和精确的数学表达式方法，提(即阀瓣与导流罩过渡点处)，,27为沿轴方向的距出一种轴流式止回阀阀芯流线型的设计

7、方法。离，z为沿z轴上等强度源和汇的分布长度，ITlm。在实际的分析计算中，阀瓣顶点的横坐标并不l阀芯线型设计在坐标原点。为了计算方便，利用几何关系将(1)改1．1设计方法写如下：阀瓣线型设计采用源汇法】。源汇法是零流线．27一音(1一)(2)线型设计，由此方法设计的流道在流体过流时有较小的阻力，且边界层不易分离，阀瓣符合流体的运动r√㈦规律，但并不是所有的源汇法都适合阀瓣的线型设计。如一个点源与直线均匀流叠加时只能生成