为提高动态工况下某蒸汽阀流量的控制精度,实现开度-流量的精确控制设计,采用CFD方法对其内部流场进行了数值模拟研究,以获取流量系数-开度的关系式。首先利用水介质的计算结果与前期试验结果进行比较,对有限元模型进行了验证。此后,采用蒸汽对不同开度及压差下蒸汽阀内部的流场进行了模拟计算,借鉴节流装置可压缩流体的流量方程式,获得了蒸汽阀流量特性曲线及关系式,并将其结果与理想气体得到的流量系数结果进行了对比分析,结果表明利用理想气体代替蒸汽进行流量特性研究具有一定的合理性。 值模拟研究。2模型及计算方法2．1几何模型蒸汽阀结构如图1所示，运行中蒸汽从右端进入，从左端流出，图中可以看出，喉口处存在较多的圆角、倒角、相惯面等几何特征，非常不利于网格的生成以及后期计算，需进行相应简化处理。蒸汽阀以进出端轴线组成的中剖面为中心，左右对称分布，可取一半结构作为计算对象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/ 。由于蒸汽阀工作压力高流量特性的数值模拟-电动折弯机数控滚圆机弯管机张家港液压滚圆机滚弧机折弯机、流量大，为减少进出口截面上的回流现象，降低收敛难度，在计算域提取时蒸汽阀上游保留1m的管道，下游保留4m的管道长度，如图2所示。图1蒸汽阀结构示意图2计算域模型2．2网格划分蒸汽阀阀芯结构较为复杂，且在小开度情况下，喉口处的间隙非常小，因此网格划分时在阀芯位置采用四面体网格，管道部分采用棱柱型或六面体网格。考虑喉口处介质性能参数的梯度变化较大，尤其在小开度情况下，因此需对此处的网格做加密处理。经验证，网格单元数达到在200万～300万(不同开度)时计算结果可达到网格无关。最终的网格划分情况如图3所示。(a)喉口处、开度55．4%(b)喉口处、开度6．9%图3计算域内网格划分2．3计算模型蒸汽阀运行时，测得的进出口压力参数均为静压，模拟计算中进出口截面上采用静压边界条件，中剖面为对称边界条件设置，其余各面设为绝热壁面。湍流模型采用SSTk－ω模型。工作介质为水蒸汽时，入口设为饱和态。3模型验证蒸汽阀内部结构复杂、流道特征较多，模拟计算前对一些圆角、倒角、非规则面等几何特征进行了一定的处理，为验证该简化方法的合理性以及几何模型的正确性，进行了水介质的模拟验证计算，并与前期按JB/T5296—91《通用阀门、流量系数和流阻系数的试验方法》进行的水介质试验结果进行对比。选取蒸汽阀开度为20．8%的工况进行试验，得到了不同压差(2流量特性的数值模拟-电动折弯机数控滚圆机弯管机张家港液压滚圆机滚弧机折弯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/