介质流向对调节阀不平衡力及流速的影响

【摘要】阀门是各种流体装置中的重要控制设备,现已广泛应用于各个行业。目前国外引进的大型成套装置中的进口阀门,除少数仍需国外配套,大部分的产品可由国内厂家供货。但我国阀门行业科研机构较少,科研能力较弱,科研投入存在着不足,生产企业的技术人员多数停留在测绘仿制,消化吸收的水平上,缺乏必要的研究手段。调节阀中介质流动方向的改变,会使得阀前后压力P1、P2对换,同时也会使得流体的流动路线发生改变,这会使不平衡力Ft作用方向或大小发生改变,从而造成系统稳定性变差,这可能会引起阀体的振动和噪声超标。调节阀中介质的流速影响着调节阀的可靠性、稳定性和使用寿命。当液体介质流经节流口时,由于调节阀节流面积的急剧缩小,导致液体介质流速快速增大,压力迅速减小,这容易引起阻塞流,可能会产生闪蒸和空化,闪蒸和空化的发生对调节阀阀内件产生严重的冲击和冲刷破坏,使阀内件呈现类似煤渣的粗糙表面,同时还产生严重的噪声。因此,研究介质流向对调节阀不平衡力的影响及介质流速对调节阀气蚀的影响对提高阀门的稳定性、可靠性及使用寿命有着极为重要的意义。本文根据宁夏某企业要求,对DN200的快速更换单座调节阀和DN200的压力平衡式笼式调节阀进行研究。首先对两种调节阀所受不平衡力的计算公式和节流面流速的计算公式进行了推导,然后对调节阀内部流场进行三维实体建模,用GAMBIT软件进行网格划分,用CFX软件对其进行数值模拟,从而得到了调节阀内部压力场、速度场、不同开度下调节阀不平衡力的变化趋势及波动情况,最后通过进行试验来验证调节阀流体运动仿真结果的正确性。本文研究结果表明,快速更换单座调节阀应选用流开流向,压力平衡式笼式调节阀应选用流关流向。
【作者】王铭升；
【导师】王春秀；马玉山；常占东；
【作者基本信息】宁夏大学，机械工程，2014，硕士
【关键词】不平衡力；流速；流向；稳定性；数值模拟；

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