最小流量调节阀内部流场及流量特性模拟研究.pdf

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1、2014年第42卷第5期流体机械31文章编号：1005—0329(2014)05—0031—04最小流量调节阀内部流场及流量特性模拟研究宋忠荣，陶国庆，刘建峰。张绍华，靳淑军，余宏兵(合肥通用机械研究院，安徽合肥230031)摘要：通过数值模拟的方法，模拟高压差运行工况，对设计的最小流量调节阀的调节特性进行分析研究。模拟试验的结果表明迷宫流道结构能达到均匀降压，提高节流副的阻力系数，减小流体在阀门流道中产生汽蚀的可能性，为保证阀门的使用寿命和可靠性提供理论依据。关键词：最小流量阀；流量特性；数值模拟；迷宫流道中图分类号：TH137文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．10

2、05-0329．2014．05．007InternalFlowFieldandSimulationStudyonFluxCharacterofMinimumFlowRegulatingValveSONGZhong—rong，TAOGuo—qing，LIUJian—feng，ZHANGShao—hua，JINShu-jun，YUHong-bing(HefeiGeneralMachineryResearchInstitute，Hefei230031，China)Abstract：Thefluxcharacterofminimumflowregulatingvalveisresearched

3、，simulatedthehighdiferentialpressureconditionbymethodsofdigitalsimulation．Thesimulationresultsshowthattheconstructionoflabyrinthchannelscanreducepressureeven—ly，andincreaseflowresistancecoefficienttoreducethepossibilityofcavitation．Theresearchprovidestheoreticalbasisforguar-anteeingthelonglifean

4、dreliabilityofthevalve．Keywords：minimumflowregulatingvalve；fluxcharacter；nume~calsimulation；labnthchannel1引言速，以及提高节流副阻力系数达到减小流体在阀门流道中产生汽蚀的可能性。由于节流副的主要超超临界火电机组最小流量调节阀又称锅炉构成件——迷宫盘其尺寸较小，结构复杂，实物试给水泵再循环阀。在电厂中安装在给水泵出口，验不便。因而数值模拟技术用于研究该种结构可连接至除氧器。锅炉给水泵把水从除氧器里吸出能更方便、准确。送往锅炉。为防止给水泵过热和汽蚀，要求给水2节流副结构泵的流量在任何

5、情况下都必须不小于某一个规定的安全流量，也就是最小流量。当锅炉给水需要阀门结构及节流副结构如图1和图2所示。流量很小时，需及时打开最小流量阀，把一部分高压水由泵出口处回流到除氧器，以保证给水泵的安全运行。最小流量调节阀运行[况非常恶劣。在最小流量调节阀处于开启状态时，需要将高温高压的水逐级降压，在降压过程中尽可能减少汽蚀发生。处于关闭状态时，需承受高达35MPa甚至更高的静压差，做到关闭严密。最小流量阀因其使用工况恶劣，其节流副应能通过控制流道面积和节流级数而控制介质流图1最小流量阀结构收稿日期：2014—04—16修稿日期：2014—04—24FLUIDMACHINERYVo1．42

6、，No．5，2014(m／s15结语利用Solidworks等建模软件建立阀门实体模i型，利用ANSYS有限元分析软件，建立阀门有限元分析模型，通过控制流道面积和节流级数而控制介质流速，分析流道的节流降压特性，以及提高节流副阻力系数达到减小流体在阀门流道中产生图12速度矢量图汽蚀的可能性，为保证阀门的使用寿命和可靠性通过速度矢量图分析可知，流体在阀腔中的提供理论依据流动呈螺旋状，这可能由于迷宫盘的串联型迷宫人口与盘的柱面不是完全垂直而是成一定的角度参考文献的原因造成的。警从XY剖面上速度云图来看，整个流道除节[1]陆培文．调节阀实用技术[M]．北京：机械工业出版流副附近变化较大外，其余

7、速度变化均很缓慢。社，2006．靠近出口流道的迷宫盘的出口部分，最上部两片[2]刘元胜．锅炉给水最小流量调节阀抖动的控制[J]．电力建设，2002，23(9)：49-51．迷宫盘的流速较大。[3]贾汝民，张伟政．调节阀流场CFD数值模拟与流道通过分别建立10％一90％(每10％建立)行优化[J]．化工机械，2009，36(2)：68-71．程的调节阀流道模型，并对其进行模拟分析，得出[4]王兆然．膜片式低压流量阀的设计与仿真研究[J]．压力、速