多級降壓高壓差調(diào)節(jié)閥設(shè)計及流場數(shù)值模擬研究嶺

1、經(jīng)驗(yàn)交流儀器儀表用戶儀器儀表用戶經(jīng)驗(yàn)交流常顯示。4） 將調(diào)整亮度旋鈕（INTEN）至最大。若是亮度較 低，波形可能無顯示。同時應(yīng)檢查垂直系統(tǒng)與水平系統(tǒng)擴(kuò)展按鈕是否為擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)。若為擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)，會使顯示的波形亮度降低。5） 在外接信號沒有顯示時，可將模擬示波器自身的波形為方波的校準(zhǔn)信號輸入，來進(jìn)行確認(rèn)。若顯示為一條直線，可能是垂直偏轉(zhuǎn)系數(shù)設(shè)置的過大或者掃描時間系數(shù)設(shè)置的過小，造成方波顯示不正常，需調(diào)節(jié)垂直偏轉(zhuǎn)系數(shù)旋鈕（VO IV）和掃描時間系數(shù)旋鈕（TIME/DIV）至合適位置。3 波形顯示不穩(wěn)時的解決方案當(dāng)輸入的信號無異常而模擬示波器上顯示的波形不穩(wěn)定時（如波形朝某一方向移動）時，可按如下步驟檢查

2、。1） 檢查觸發(fā)源（TRIGGER SOURCE）是否與當(dāng)前所選通道一致。若選用內(nèi)觸發(fā)，在使用CH1時，觸發(fā)源（TRIGGER SOURCE）也應(yīng)選CH1。使用外觸發(fā)時，觸發(fā)源（TRIGGER SOURCE）應(yīng)選外觸發(fā)（EXT），否則會出現(xiàn)波形不 情況。2） 調(diào)整觸發(fā)電平。觸發(fā)電路擔(dān)當(dāng)比較器的工作，當(dāng)進(jìn)入比較器的另外一個輸 的觸發(fā)信號與設(shè)定值相匹配的時候，示波器產(chǎn)生觸發(fā)。利用觸發(fā)電平，可以 重復(fù)信號，或者觸發(fā)單一的 。當(dāng)觸發(fā)電平過大或者過小時， 均可能使波形顯示不 。用電平調(diào)節(jié)旋鈕（LEVEL）調(diào)節(jié)觸發(fā)信號的觸發(fā)電平，順時針旋轉(zhuǎn)時觸發(fā)電平上升，逆煤化工關(guān)鍵閥門工作加快推進(jìn)最近， 能源局和 閥協(xié)

3、聯(lián)合啟動了煤化工關(guān)鍵閥門工作，并取得了性進(jìn)展。在啟動煤化工關(guān)鍵閥門 工作中， 閥協(xié)在北京召開了“煤化工關(guān)鍵閥門 準(zhǔn)備工作會議”，此次會議主要參會 有閥門行業(yè)內(nèi)10家煤化工閥門骨干企業(yè)的主要領(lǐng)導(dǎo)及技術(shù) 。據(jù)悉，為滿足我國能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的需要，研制開發(fā)大型煤化工成套 被列入 大力發(fā)展的16項(xiàng) 技術(shù)裝備任務(wù)之一，大型煤化工成套 的工作也成為重點(diǎn)任務(wù)。會上，各參會領(lǐng)導(dǎo)匯報了各企業(yè)煤化工關(guān)鍵閥門的國產(chǎn)化方案，對煤化工所用閥門的品種、種類、技術(shù)參數(shù)、攻關(guān)難點(diǎn)及 現(xiàn)狀作出了詳細(xì) 。現(xiàn)代煤化工主要煤制油、二甲醚、煤制烯烴、煤制乙二醇、煤制天然氣等有機(jī)原料。以其產(chǎn)業(yè)鏈且資源轉(zhuǎn)化率較高的特性成為煤化工發(fā)展的主流。目

4、前大型煤化工的關(guān)鍵閥門，如煤粉進(jìn)料閥、鎖渣閥、高壓氧氣切斷閥和氮塞球閥、高壓氧氣調(diào)節(jié)閥、高壓黑水和灰水切斷閥、高壓黑水閃蒸閥等大部分還依賴進(jìn)口。有關(guān)閥門企業(yè)廠家結(jié)合目前煤化工應(yīng)用現(xiàn)狀及企業(yè)研Doi:10.3969/j.issn.1671-1041.2014.02.024多級降壓高壓差調(diào)節(jié)閥設(shè)計及流場數(shù)值模擬研究（重慶川儀調(diào)節(jié)閥，重慶 400707）摘要：本文了一種多級降壓高壓差調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)及工作原理。使用SolidWorks 建立流道三維模型，并用網(wǎng)格劃分 對模型進(jìn)行離散化處理，按實(shí)際工況參數(shù)設(shè)定邊界條件，通過CFD流體動力學(xué) 對閥門內(nèi)部流場進(jìn)行數(shù)值模擬。分別對閥門流量模擬計算，降壓級數(shù)確定，

5、對其 場、速度場分布進(jìn)行了分析。結(jié)果表明多級降壓結(jié)構(gòu)設(shè)計能夠有效實(shí)現(xiàn)的漸變，有效地避免汽蝕現(xiàn)象的發(fā)生，防止沖刷、氣蝕，延長使用。：多級降壓；數(shù)值模擬；氣蝕；閃蒸 號：TH134文獻(xiàn)標(biāo)志碼：BStudy on Numerical Simulation of multistage high pressure difference valve design and flow fieldHE Qiu-ling（Chongqing Chuanyi Control Valve Co., Chongqing, 400707,）Abstract: This paper introduces the struc

6、ture and working principle of pressure difference a multi-stage step-down control valve. Using SolidWorks sofeware to build a three-dimensional m of the flow channel, and meshing sofeware using the m of discrete processing, according to the actual working parameters set boundary conditions, by finit

7、e element analysis software for CFD valve internal flow field numerical simulating. Valve flow simulation, respectively, to determine the buck series, its pressure, velocity distribution is analyzd. The results show that the multi-stage step-dowm design can effectively achieve the pressure gradient,

8、 effectively prevent the occurrence of cavitation, prevent erosion, cavitation and prolong life.Key words: Multistage depressed; Numerical simulation; Cavitation; Flash時針旋轉(zhuǎn)時觸發(fā)電平下降，可反復(fù)調(diào)節(jié)觸發(fā)電平，使波形顯示。3） 調(diào)節(jié)釋抑時間（HOLD OFF）。觸發(fā)器釋抑時間是發(fā)生正確觸發(fā)后的一段時間，在這段時間內(nèi)，示波器不能觸發(fā)5。當(dāng)觸發(fā)源是復(fù)雜波形的時候，該特性能發(fā)揮作 用，其結(jié)果是，只有在適當(dāng)?shù)挠|發(fā)點(diǎn)示波器才能觸發(fā)。當(dāng)調(diào)

9、節(jié)觸發(fā)電平仍不能是波形顯示時，需使用釋抑（HOLD OFF）旋鈕，適當(dāng)調(diào)節(jié)波形的釋抑時間，可使波形顯示。4 結(jié)束語在使用模擬示波器測量信號遇到麻煩時，按照文中提到的方案，問題大多可以得到解決。如果仍有其他問題， 查閱儀器使用說明書河相關(guān)技術(shù)文件，反復(fù)探索，最終均可得到滿意的測量結(jié)果。參考文獻(xiàn)1 王志田主編.無線電 學(xué)計量M. :原子能 ,2002.06.2 GOS-620 20MHz Dual Trace Oscilloscope User Manual,GW Instek.3 2235示波器使用說明書,上海無線電二十一廠.4 Oscilloscope Operation Manual,Hit

10、achi Denshi,.5 HH4369通用示波器技術(shù)說明書,紅華儀器廠.作者簡介：畢鵬,男,工學(xué)學(xué)士,工程師,從事無線電與時間頻率參數(shù)計量測試與研究工作。投稿日期：2013-12-2678 EIC Vol.21 2014 No.2制能力，初步形成煤化工關(guān)鍵閥門 實(shí)施方案;對于已有大量應(yīng)用業(yè)績且技術(shù)成熟的閥門，如：氣化裝置煤漿閥，煤粉切斷閥，鎖渣閥，黑水、灰水切斷閥，放料閥， 氧氣氮?dú)忾y等，可以直接 ;待研發(fā)的 ： 氣切斷閥及調(diào)節(jié)閥、分子篩軌道球閥、大口徑防喘振三偏心蝶閥、壓縮機(jī)防喘振調(diào)節(jié)閥、低溫蝶閥及陶瓷偏心旋轉(zhuǎn)閥。需要 的技術(shù)難點(diǎn)包含：結(jié)構(gòu)設(shè)計與流場分析，耐磨涂層的設(shè)計與選擇，涂層耐磨材

11、料的 與檢測，工況模擬型式試驗(yàn)，氣固兩相的沖蝕，蝶版、軸變形與強(qiáng)度分析，快關(guān)與密封性能及動作的可靠性等。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，煤化工工藝的不斷創(chuàng)新，其裝置向高參數(shù)、大型化方向發(fā)展，對閥門提出更高、更苛刻的要求。我國閥門行業(yè)近年來通過 創(chuàng)新，消化吸收引進(jìn)技術(shù)和技術(shù)改造，研發(fā)能力、工藝裝備、 設(shè)計制造水平和 質(zhì)量都有明顯提高，為 技術(shù)裝備國產(chǎn)化，如核電、火電、天然氣長輸管線等均作出了重要貢獻(xiàn)，取得了豐碩的成果。0 引言在現(xiàn)代工業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)中，高溫、高壓等特殊工況也越來越多，也對應(yīng)用于高壓差的調(diào)節(jié)閥提出了更高的要求。高壓差調(diào)節(jié)閥使用中主要 的問題不是 大,而是壓差特別大時,對閥芯、閥座產(chǎn)生嚴(yán)重的沖刷、

12、氣蝕，調(diào)節(jié)閥的 極短。為了能夠有效防止沖刷、氣蝕，延長使用，通常采用兩種方案：一種是采用硬質(zhì)合金內(nèi)件，提高閥內(nèi)件硬度，增強(qiáng)抗沖刷、氣蝕能力，但生產(chǎn) 成本昂貴；第二種方案是采用多級降壓的原理，將高壓差分解為多個小壓差，通過逐級降壓來達(dá)到目的。相較于第一種方案，第二種方案 生產(chǎn)成本較低，效果更好，更為經(jīng)濟(jì)。本文提出一種多級降壓的結(jié)構(gòu)來解決實(shí)際生產(chǎn)中的高壓差問題。1 多級降壓高壓差調(diào)節(jié)閥多級降壓高壓差調(diào)節(jié)閥就是通過多級降壓結(jié)構(gòu)解決實(shí)際生產(chǎn)中的高壓差問題。它精于 在高溫、高壓、高壓差以及含有固體顆粒條件 體的 和流量。該閥集中了普通單座式和迷宮式的優(yōu)點(diǎn)，有效防止氣蝕、沖刷，降低噪音。1.1 多級降壓高

13、壓差調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)及工作原理本文提出多級降壓結(jié)構(gòu)，如圖1所示。閥體組件主要 由多級閥芯部件、閥座、套筒部件、閥體、上閥蓋、密封歡迎訂閱 歡迎撰稿 歡迎發(fā)布廣告 環(huán)、 等零部件組成1。圖1 多級降壓高壓差調(diào)節(jié)閥如圖2所示的工作原理，閥芯采用串級降壓的形式。介質(zhì)沿閥芯和套筒軸線方向平行向上 ，逐步流過串級閥芯的節(jié)流臺階及套筒上均布排列的矩形窗口，使閥前閥后的實(shí)際壓差沿閥芯軸線方向勻速降低，達(dá)到 介質(zhì)的流速、防止空化、降低噪音的效果。同時 介質(zhì)中所含的雜質(zhì)和固體顆粒，串級閥芯的每個臺階處刃口與套筒上的EIC Vol.21 2014 No.2 79經(jīng)驗(yàn)交流儀器儀表用戶儀器儀表用戶經(jīng)驗(yàn)交流窗口在閥關(guān)閉 剪

14、切作用，避免調(diào)節(jié)閥堵塞或粘接，保證閥的正常工作。同時解決了閥門起閉過程中的持續(xù)壓差問題。當(dāng)閥門開啟時, 閥口比各級節(jié)流件要先開啟, 此時作用在閥口的高壓被均布分解, 閥口沒有持續(xù)差壓作用, 直至各級節(jié)流件已完全正常工作, 從而減少產(chǎn)生氣蝕的可能性； 當(dāng)閥門關(guān)閉時, 多級降壓高壓差調(diào)節(jié)閥相當(dāng)于有多個單座閥的閥口同時被關(guān)閉, 只不過后面幾級的密閉性沒有第一級的凡爾線密封嚴(yán)密。小截面到達(dá)較大面積時，閥后 增加, 即閥后高于飽合蒸汽壓時氣泡破裂或爆炸。如果閥后 還在飽合蒸汽壓以下時，汽泡就會繼續(xù)形成閃蒸3。所以氣蝕、空化、 閃蒸都是閥門使用 縮短的重要 。對于壓差較大的場合，多級降壓的顯著作用就是 縮

15、流面處的 Pvc， 確保介質(zhì)通過每一降壓段時的 不小于液體的飽和蒸氣壓，防止閃蒸、空化的產(chǎn)生。在使用時, 應(yīng)對閥的進(jìn)行驗(yàn)算,即用每一級降壓后的實(shí)際 降與產(chǎn)后阻塞流后的降壓后的 進(jìn)行比較， 驗(yàn)算是否 氣蝕的現(xiàn)象。假設(shè)在下例的工況中為六級降壓。氣蝕條件：當(dāng)DP = P1- P2 ³ F 2 (P1- F ´ P ) 時，發(fā)生確性，提高設(shè)計的創(chuàng)新性。該 對閥體流道和套筒部件流道進(jìn)行三維模型，并按 GB/T17213.9-2005 中關(guān)于閥門流通能力測試管道配置規(guī)定，分別將進(jìn)口端和出口端按2倍和6倍管徑延長，可使數(shù)值模擬過程中進(jìn)出口邊界條件的設(shè)置更加符合實(shí)際情況。2.2 數(shù)值模擬結(jié)

16、果分析使用CFD（即計算流體動力學(xué)）處理 進(jìn)行三維模型網(wǎng)格劃分4。該模型采用整體生成非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分 ， 為提高網(wǎng)格精度，將最小網(wǎng)格 設(shè)置為0.1mm，最大為1.5mm，并通過Smooth Elements Globally 進(jìn)行網(wǎng)格順滑處理，使網(wǎng)格質(zhì)量處于較高水平。經(jīng)劃分，網(wǎng)格數(shù)為340 萬左右。將網(wǎng)格導(dǎo)入CFD ，邊界相關(guān)邊界條件5-6。其2.2.3 速度場分析圖4 場分析阻塞流，即氣蝕。LFV中，設(shè)置 進(jìn)口為19.8Mpa， 出為1.3Mpa，介質(zhì)為常溫水。經(jīng)數(shù)值計算，計算結(jié)果如下：從圖5速度云圖可以看出，介質(zhì)在閥體流道內(nèi)流速均 勻。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)， 閥門內(nèi)液體介質(zhì)流速接近30m/s，有關(guān)參

17、數(shù)為，溫度下第一級節(jié)流時，,（3,的氣化， (根據(jù)閥門結(jié)構(gòu)確定的系數(shù))。）2.2.1 理論流量特性與模擬流量特性比對模擬計算出55%開度下通過閥門的流量為7.4kg/s，全 開時通過的閥門流量為13.09kg/s，與實(shí)際工況流量相符。 在10%,20%. 100%不同開度下的模擬Cv值，如表1所示。開度10%20%30%40%50%理論0.090.520.961.391.83模擬0.100.540.981.431.94開度60%70%80%90%100%理論2.262.803.133.574.0模擬2.382.863.093.543.99表1 不同開度下的CV值該例中介質(zhì)的大部件流速接近為30

18、m/s，避免了閥內(nèi)件產(chǎn)生嚴(yán)重的沖刷。介質(zhì)的最大流速集中在閥芯降壓處，考慮到閥門在實(shí)際情況下 近壁面 損失等因素，可以滿足多級降壓的條件。發(fā)生氣蝕時的=（4）,圖2 閥門的工作原理1.2 計算閥門理論Cv閥門的Cv值是工業(yè) 閥的重要工藝參數(shù)和技術(shù)指標(biāo)，是表示元件對液體的流通能力，即流量系數(shù)2。理論Cv 計算公式為：(1)因，所以 發(fā)生氣蝕。第二級節(jié)流時，, （5）發(fā)生氣蝕時的 =,因，所以發(fā)生氣蝕。第三級節(jié)流時，閥門開度與理論計算開度接近，在開度55%左右達(dá)到計算Cv值2.2。該串級降壓調(diào)節(jié)閥的模擬流量特性曲線和 理論流量特性曲線基本吻合，具有線性流量特性。但在低開度時，模擬流量系數(shù)略高于理想流

19、量系數(shù)。分析 ，3結(jié)束語圖5 速度場分析（m/s）且式中:Q為介質(zhì)最大質(zhì)量流量， kg/s；G 為介質(zhì)比重（常溫下，水的比重為1）； P1為閥前 ， ：0.1MPa； P2為閥后 ， ：0.1MPa；根據(jù)國內(nèi)某廠方提供的系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)際工況參數(shù)，閥前19.8 MPa，閥后為1.3 MPa，介質(zhì)為常溫水，介質(zhì)比重為1,最大質(zhì)量流量Q=7.2kg/s。由公式（1）可知： (2) 結(jié)合現(xiàn)場的實(shí)際工況，DN40口徑的閥門完全滿足條件， 公稱 要等于或大于壓差的1.5倍，所以選擇DN4 0 ANSI2500 Cv=4、線性流量特性、開度55%的調(diào)節(jié)閥。1.3 確定降壓級數(shù)當(dāng)高壓流體流經(jīng)閥時，液體流，產(chǎn)生了速

20、度與 的能量轉(zhuǎn)換從而 降低。當(dāng) 達(dá)到該流體溫度對應(yīng)下的飽和蒸汽壓Pv時，部分液體就汽化形成蒸汽泡，這就是氣蝕的第一個階段?？栈F(xiàn)象是當(dāng)液體經(jīng)過最（6）發(fā)生氣蝕時的=因，所以 發(fā)生氣蝕。當(dāng)?shù)诹壒?jié)流時，（7）發(fā)生氣蝕時的 =因,所以 發(fā)生氣蝕。從以上計算可知，在此實(shí)際工況中調(diào)節(jié)閥的臨界氣蝕點(diǎn)是在六級節(jié)流后。由此可見六級降壓完全滿足條件，沒有氣蝕的發(fā)生。2 多級降壓高壓差閥內(nèi)部流場的數(shù)值模擬2.1 建立三維流道模型利用Solidworks三維實(shí)體建模 對調(diào)節(jié)閥內(nèi)部流道進(jìn)行三維建模。Solidworks是一款提供一系列的三維（3D）設(shè)計的 ，它可以幫助設(shè)計師減少設(shè)計時間，增加精主要因閥門在低開度時所

21、建立模型與實(shí)際模型 誤差導(dǎo)致。但從總體來看，模擬流量特性已較真實(shí)的反應(yīng)實(shí)際理想流量狀態(tài)。由此，CFD數(shù)值模擬的準(zhǔn)確度對串級降壓調(diào)節(jié)閥設(shè)計與實(shí)驗(yàn)具有重要的指導(dǎo)意義。如圖3所示。圖3 擬合特性曲線2.2.2 場分析如圖4所示，流體每通過一個節(jié)流截面消化掉一部分 壓差，即 降被平均分?jǐn)偟矫恳淮墓?jié)流組件上7。同時串聯(lián)流路內(nèi)介質(zhì)的最底 不低于該工況下介質(zhì)的飽和蒸汽壓，避免了空化的發(fā)生。因此，六級降壓結(jié)構(gòu)設(shè)計合理。借用CFD流場模擬 ，對多級降壓閥內(nèi)部流場進(jìn)行可視化研究，其計算結(jié)果分析顯示與實(shí)際內(nèi)部 吻合， 降壓結(jié)構(gòu)合理。該類型結(jié)構(gòu)閥門設(shè)計結(jié)構(gòu)獨(dú)特，能夠防止氣蝕、閃蒸，降低沖刷，延長使用 ，完全適用于高

22、壓差工況。參考文獻(xiàn)1 .多級降壓高壓差調(diào)節(jié)閥設(shè)計J.閥門,2001(01):5-8.2 .實(shí)用閥門設(shè)計手冊M. :機(jī)械工業(yè) ,2002:1153-1157.3,巍.高壓調(diào)節(jié)閥在設(shè)計中常被忽視的汽蝕問題探討J.流體機(jī)械,2008,36(11):41-46.4 馀.流體力學(xué)M. :機(jī)械工業(yè) ,1980.:5 .計算流體動力學(xué)CFD 原理與應(yīng)用M.出版社,20046 山.高壓差迷宮式調(diào)節(jié)閥流場數(shù)值模擬與流量特性研究J.自動化與儀器儀表,2013(5):40-45.7 周,.調(diào)節(jié)閥內(nèi)部流場數(shù)值模擬及能量損失分析J.能源研究與 ,2008,24(3):167-171.作者簡介： ,女,本科,助工,主要從

23、事高壓調(diào)節(jié)閥的設(shè)計工作。投稿日期：2014-1-2680 EIC Vol.21 2014 No.2歡迎訂閱 歡迎撰稿 歡迎發(fā)布廣告 EIC Vol.21 2014 No.2 81經(jīng)驗(yàn)交流儀器儀表用戶儀器儀表用戶經(jīng)驗(yàn)交流窗口在閥關(guān)閉 剪切作用，避免調(diào)節(jié)閥堵塞或粘接，保證閥的正常工作。同時解決了閥門起閉過程中的持續(xù)壓差問題。當(dāng)閥門開啟時, 閥口比各級節(jié)流件要先開啟, 此時作用在閥口的高壓被均布分解, 閥口沒有持續(xù)差壓作用, 直至各級節(jié)流件已完全正常工作, 從而減少產(chǎn)生氣蝕的可能性； 當(dāng)閥門關(guān)閉時, 多級降壓高壓差調(diào)節(jié)閥相當(dāng)于有多個單座閥的閥口同時被關(guān)閉, 只不過后面幾級的密閉性沒有第一級的凡爾線密

24、封嚴(yán)密。小截面到達(dá)較大面積時，閥后 增加, 即閥后高于飽合蒸汽壓時氣泡破裂或爆炸。如果閥后 還在飽合蒸汽壓以下時，汽泡就會繼續(xù)形成閃蒸3。所以氣蝕、空化、 閃蒸都是閥門使用 縮短的重要 。對于壓差較大的場合，多級降壓的顯著作用就是 縮流面處的 Pvc， 確保介質(zhì)通過每一降壓段時的 不小于液體的飽和蒸氣壓，防止閃蒸、空化的產(chǎn)生。在使用時, 應(yīng)對閥的進(jìn)行驗(yàn)算,即用每一級降壓后的實(shí)際 降與產(chǎn)后阻塞流后的降壓后的 進(jìn)行比較， 驗(yàn)算是否 氣蝕的現(xiàn)象。假設(shè)在下例的工況中為六級降壓。氣蝕條件：當(dāng)DP = P1- P2 ³ F 2 (P1- F ´ P ) 時，發(fā)生確性，提高設(shè)計的創(chuàng)新性。

25、該 對閥體流道和套筒部件流道進(jìn)行三維模型，并按 GB/T17213.9-2005 中關(guān)于閥門流通能力測試管道配置規(guī)定，分別將進(jìn)口端和出口端按2倍和6倍管徑延長，可使數(shù)值模擬過程中進(jìn)出口邊界條件的設(shè)置更加符合實(shí)際情況。2.2 數(shù)值模擬結(jié)果分析使用CFD（即計算流體動力學(xué)）處理 進(jìn)行三維模型網(wǎng)格劃分4。該模型采用整體生成非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分 ， 為提高網(wǎng)格精度，將最小網(wǎng)格 設(shè)置為0.1mm，最大為1.5mm，并通過Smooth Elements Globally 進(jìn)行網(wǎng)格順滑處理，使網(wǎng)格質(zhì)量處于較高水平。經(jīng)劃分，網(wǎng)格數(shù)為340 萬左右。將網(wǎng)格導(dǎo)入CFD ，邊界相關(guān)邊界條件5-6。其2.2.3 速度場分析

26、圖4 場分析阻塞流，即氣蝕。LFV中，設(shè)置 進(jìn)口為19.8Mpa， 出為1.3Mpa，介質(zhì)為常溫水。經(jīng)數(shù)值計算，計算結(jié)果如下：從圖5速度云圖可以看出，介質(zhì)在閥體流道內(nèi)流速均 勻。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)， 閥門內(nèi)液體介質(zhì)流速接近30m/s，有關(guān)參數(shù)為，溫度下第一級節(jié)流時，,（3,的氣化， (根據(jù)閥門結(jié)構(gòu)確定的系數(shù))。）2.2.1 理論流量特性與模擬流量特性比對模擬計算出55%開度下通過閥門的流量為7.4kg/s，全 開時通過的閥門流量為13.09kg/s，與實(shí)際工況流量相符。 在10%,20%. 100%不同開度下的模擬Cv值，如表1所示。開度10%20%30%40%50%理論0.090.520.961.

27、391.83模擬0.100.540.981.431.94開度60%70%80%90%100%理論2.262.803.133.574.0模擬2.382.863.093.543.99表1 不同開度下的CV值該例中介質(zhì)的大部件流速接近為30m/s，避免了閥內(nèi)件產(chǎn)生嚴(yán)重的沖刷。介質(zhì)的最大流速集中在閥芯降壓處，考慮到閥門在實(shí)際情況下 近壁面 損失等因素，可以滿足多級降壓的條件。發(fā)生氣蝕時的=（4）,圖2 閥門的工作原理1.2 計算閥門理論Cv閥門的Cv值是工業(yè) 閥的重要工藝參數(shù)和技術(shù)指標(biāo)，是表示元件對液體的流通能力，即流量系數(shù)2。理論Cv 計算公式為：(1)因，所以 發(fā)生氣蝕。第二級節(jié)流時，, （5）發(fā)

28、生氣蝕時的 =,因，所以發(fā)生氣蝕。第三級節(jié)流時，閥門開度與理論計算開度接近，在開度55%左右達(dá)到計算Cv值2.2。該串級降壓調(diào)節(jié)閥的模擬流量特性曲線和 理論流量特性曲線基本吻合，具有線性流量特性。但在低開度時，模擬流量系數(shù)略高于理想流量系數(shù)。分析 ，3 結(jié)束語圖5 速度場分析（m/s）且式中:Q為介質(zhì)最大質(zhì)量流量， kg/s；G 為介質(zhì)比重（常溫下，水的比重為1）； P1為閥前 ， ：0.1MPa； P2為閥后 ， ：0.1MPa；根據(jù)國內(nèi)某廠方提供的系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)際工況參數(shù)，閥前19.8 MPa，閥后為1.3 MPa，介質(zhì)為常溫水，介質(zhì)比重為1,最大質(zhì)量流量Q=7.2kg/s。由公式（1）可知： (2) 結(jié)合現(xiàn)場的實(shí)際工況，DN40口徑的閥門完全滿足條件， 公稱 要等于或大于壓差的1.5倍，所以選擇DN4 0 ANSI2500 Cv=4、線性流量特性、開度55%的調(diào)節(jié)閥。1.3 確定降壓級數(shù)當(dāng)高壓流體流經(jīng)閥時，液體流，產(chǎn)生了速度與 的能量轉(zhuǎn)換從而 降低。當(dāng) 達(dá)到該流體溫度對應(yīng)下的飽和蒸汽壓Pv時，部分液