对调节阀的结构特性进行研究,推导出已知固有流量特性调节阀相对的缩流面积和涡流面积之比等于其相对流量系数。根据相似性原理,假设具有相同固有流量特性的不同规格调节阀其相对流通面积随相对开度的变化规律是相似的,并据此给出了一种柱塞式阀芯型线的解析设计方法。根据该方法所设计的阀芯型线的数值模拟流量特性与固有流量特性的偏差符合IEC 60534-2-4的规定,可见该设计方法减轻了调节阀阀芯型线设计过程中通过流量试验反复修正阀芯型线的工作量,具有一定的推广价值。 Kv/Kvs=f(h)(1)式中Kv/Kvs———相对流量系数，调节阀某一开度的流量系数Kv与全开流量系数Kvs之比h———相对开度，调节阀在某一开度时的阀芯位移l与全开阀芯位移L之比，即h=l/L图1调节阀孔板节流模型流体流经节流孔，流体由于惯性开始收缩，在节流孔后方形成最狭窄的收缩面C，这种流动称为收缩流，用收缩系数Cc表示缩流程度［10］:Cc=Acf/Ar(2)式中Acf———阀门某开度最窄缩流处的截面积Ar———节流面积在截面C，流速V1增大到最大值Vcf，压力P1降低到最小值Pcf，涡流处压强P'cf≈Pcf［10］。流体通过截面C后，流体开始扩大流动，流速开始下降而压力开始恢复， 本文由公司网站滚圆机网站 转摘采集转载中国知网整理!   http://www.dapengkuoguanji.com/ 到达截面2时阀芯型线设计方法-电动折弯机数控滚圆机滚弧机张家港液压滚圆机滚弧机，阀后压力由Pcf恢复到P2，阀后流速由Vcf减慢至V2。对于截面C和截面2，应用运量定理:P2－Pcf=ρ(Vcf2Acf/A－V22)(3)对于截面C和截面2，应用包含损失ΔP的能量方程:ρVcf22+Pcf=ρV222+P2+ΔP(4)流体的连续性方程为:Q=AV1=AcfVcf=AV2(5)联立式(3)～(5)得:ΔP=ρ2(Vcf－V2)2(6)令调节阀的平均流速ω为:ω=V1=V2(7)联立式(确直鸲?应的计算点，用一段Ｒ2的圆弧以及Ars等值面积曲线上的点P'代替，使阀芯型线顺滑拟合同时保持其相对流通面积的变化规律不变。6数值验证根据表3的计算结果，绘制DN100等百分比特性调节阀模型如图5所示，借助ANSYSCFD分析软件分别对不同开度下的调节阀模型进行模拟分析［12，13］。图5调节阀结构尺寸示意根据图5模型尺寸进行三维流体域建模，调节阀进口和出口接管分别加长5倍管径，采用四面体方法进行网格划分(在计算小开度时采用密度盒进行局部网格细化)，网格质量≥0．4，流体域模型网格划分如图6所示，边界条件设定为压力入口(0．38MPa)、压力出口(0．25MPa)，选择标准k－ε湍流模型计算，残差收敛精度≤10－5，迭代计算直至收敛，数值验证结果见表4。图6三维流体域模型网格划分表4设计的等百分比特性阀芯的数值验证结果开度(%)数值验证Kv设计规定Kv允许偏差［11］(%)实际偏差(%)1规定阀门的流量特性为Kv=102×30(h－1)，数值验证的流量系数和设计规定的流量系数的偏差符合IEC60534－2－4:1989要求的偏差值不超过±10(1/?)0．2%的规定(?为相对流阀芯型线设计方法-电动折弯机数控滚圆机滚弧机张家港液压滚圆机滚弧机 本文由公司网站滚圆机网站 转摘采集转载中国知网整理!   http://www.dapengkuoguanji.com/