高浓度固液两相球阀开启压差特性分析

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1、22FLUIDmACHINER~Vo1．42，No．12，2014文章编号：1005—0329(2014)12—0022—07高浓度固液两相球阀开启压差特性分析马艺，马中强，张生昌，邓鸿英(1．浙江工业大学，浙江杭州310014；2．过程装备及其再制造教育部工程研究中心，浙江杭州310014)摘要：利用雷诺应力模型和欧拉一欧拉方法对固液隔膜泵出口球阀的开启压差及压力分布特性进行了理论推导与仿真分析，以纯液相压力特征为基础，进一步研究了多参数下高浓度固液两相流进出VI压差的变化规律并相应地建立了压差理论及回归数学模型。研究结果表明，球阀出口压力为1．0MPa

2、，阀球材质为氟橡胶包覆硬铝质芯时，理论分析所得球阀开启所需压差为3．99×10Pa，而球阀开启后，模拟得到进出VI压差及轴向液动力迅速衰减，低压力区出现于阀座上下顶角间的10mm环形阀隙中心区域，其轴向位置随阀口开度增大呈线性下降。当流动介质为高浓度液固两相流时，阀隙内部射流加速段上移至阀座上顶角z=30mm处，球阀进出口压差达到了单相流压差的8倍以上，并且得到了各物性和操作参数(阀口开度、固相浓度、混合粘度、入口流量等)对压差影响的显著性程度排序。关键词：计算流体力学(CFD)；球阀；压差；两相流中图分类号：TH323文献标志码：Adoi：10．3969

3、／j．issn．1005—0329．2014．12．005AnalysisofDiferentialPressureCharacteristicsDuringtheOpeningProcessinHigh-concentrationSolid--liquidBallValveMAYi一，MAZhong—qiang，ZHANGSheng—chang一，DENGHong—ying'(1．ZhejiangUniversityofTechnology，Hangzhou310014，China；2．EngineeringResearchCenterofProcess

4、EquipmentandRemanufacturing，MinistryofEducation，Hangzhou310014，China)Abstract：Theoreticalanalysisandnumericalsimulationwereemployedtostudythedifferentia1pressurecharacteristicsofballvalveinU—diaphragmpumpbyusingReynoldsStressModelandEuler—Eulermethod．Thesingle—phasepressuredistrib

5、utionsinballvalvewereinvestigatedfundamentally．Furthermore，thechangingrulesofhigh—concentrationtwo—phasediferentialpressurewerestudiedandthecorrespondingtheoreticalmodelisestablished．Theresultsshowthatwhentheoutletpressureis1．0MPaandtheballismadeofaluminumcorecoatedbyhardfluoriner

6、ubber，thedifferentialpressureneededforvalve’Sopeningis3．99×10Pabytheoreticalcalculation．Aftertheballispushed．thesimulateddifferentialpressureandaxialsteadyflowforcebegintodecayrapidly，andthelowestpressureregionislocatedinthe10mm—widthannularclearancewhichmovesdownlinearlywiththeop

7、eningofballvalve．Incaseofhigh—concentrationliquid—solidflow，theaccelerationregionmovesuptothehighercomerofvalveseat(z=30mm)，andthedifferentialpressurereachesmorethan8timesofsingle-phasedifferentialpressure．Itisfoundthattwo—phasedifferentialpressureisaffectedbymultiplefactors，sucha

8、svalveopening，solidconcentration，