調節(jié)閥流量特性及動態(tài)性能研究.pdf

1、調節(jié)閥又稱控制閥，是工藝管路中的最終控制元件，在各個行業(yè)中有著廣泛的應用。隨著市場的快速發(fā)展，調節(jié)閥的需求量在不斷的增加，同時對調節(jié)閥產品的要求也越來越高。而現有的調節(jié)閥在應用過程中存在著諸多問題，如泄漏大、易堵卡、流量系數小、調節(jié)范圍小、振動，嘯叫等等。這對調節(jié)閥的發(fā)展是一個很大的制約。本論文就是從調節(jié)閥的整體結構出發(fā)，分析調節(jié)閥的內流特性，找到影響調節(jié)閥動態(tài)特性的關鍵因素，這對調節(jié)閥的發(fā)展有著重要的理論意義和實用價值。本文所做的主要

2、工作有:
　　 (1)通過介紹調節(jié)閥的發(fā)展歷史以及國內外的研究現狀，分析出我國調節(jié)閥存在的問題，進而確立本課題研究的主要內容、技術路線及創(chuàng)新之處。
　　 (2)介紹調節(jié)閥的結構原理，通過對流體力學中伯努利方程分析可知，調節(jié)閥在實際工況中相當于一個局部阻力可變的節(jié)流元件。文中簡化并推導出調節(jié)閥流量方程，并根據其固有流量特性（快開、線性、等百分比、拋物線）的分類，推導不同流量特性下的閥口過流面積與流量之間的關系式。
　

3、　 (3)通過三維建模軟件對所設計的套筒式調節(jié)閥內部流場進行建模，并通過CFD仿真軟件FLUENT對套筒式調節(jié)閥的內部流場進行數值模擬。通過仿真結果與理論計算值對比，分析調節(jié)閥的流量特性。
　　 在理想狀態(tài)下計算的可視化結果中，當調節(jié)閥的閥口處于全開狀態(tài)時，閥口過流面積大，閥芯前后的壓力損失比較小，進出口之間的壓力變換比較平緩，相對流速較小;當閥口過流面積減小時，流阻增大，閥芯前后的壓力損失也相應增大，閥口處的流速增加，流場中

4、渦流和空穴現象出現的幾率明顯增多。
　　 (4)套筒式調節(jié)閥在動作過程中，由于介質是直接作用在閥芯上的，這樣就會使得閥芯承載的不平衡力明顯增加。當閥芯設計中采用平衡孔后，介質通過平衡孔進入閥芯背面，即閥芯上下兩個容積腔溝通，閥芯所受的不平衡力明顯減小。為研究調節(jié)閥的動態(tài)特性，本論文首先通過理論分析，將帶平衡孔的套筒式調節(jié)閥模型進行簡化，建立數學模型，推導出調節(jié)閥在工作點附近的動態(tài)特性;其次，通過Fluent動網格技術進行仿真研究