角式調(diào)節(jié)閥流向?qū)α髁刻匦缘挠绊懠胺治?/h1>
時間：2015-03-24作者：冠龍閥門集團有限公司瀏覽：7
調(diào)節(jié)閥是工業(yè)自動化調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)。隨著電子計算機的迅猛發(fā)展，計算流體力學(xué)（CFD）數(shù)值模擬的優(yōu)越性越來越明顯，我們運用 CFD 通用軟件 FLUENT 對一種角式調(diào)節(jié)閥進行了三維數(shù)值模擬，通過一系列開度下的流量模擬得到了該閥的流量特性曲線，并直觀地顯示出不同流向狀態(tài)下閥門流道內(nèi)部的速度壓力分布和漩渦分布情況，由此進一步分析流向?qū)鞘秸{(diào)節(jié)閥流量特性的影響。
1 角式調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)及網(wǎng)格劃分
某一型號角式調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)剖視。它由閥桿、上閥蓋、閥芯、閥座和閥體等零部件構(gòu)成。閥體通道成直角，故稱為角式調(diào)節(jié)閥。它具有流通量大、自潔性好等優(yōu)點，適合閥前后壓差不大的高粘流體并要求直角配管的場合。所采用的角式調(diào)節(jié)閥公稱通徑為 25mm，公稱壓力 1.6MPa，理想流量特性為直線特性，額定流量系數(shù)為 15m2，閥芯行程 16mm，可調(diào)比 R=50。
工程中，角式調(diào)節(jié)閥通常選擇流開型（即底進側(cè)出）流向。在進口壓力為 1.6MPa，出口壓力為 1.5MPa 的條件下，該調(diào)節(jié)閥全開時對稱面上的壓力等值線和速度等值線如圖 4、圖 5 所示。從圖中可以看出，進口的壓力和速度都比較均勻；當(dāng)水流通過閥芯與閥座之間的節(jié)流處時，由于流通面積突然減小，壓力減小，速度增大，并且靠近出口一側(cè)的節(jié)流處的速度要明顯大于另一側(cè)，即減壓增**果明顯；水流通過節(jié)流處后流向出口，壓力和速度又趨向均勻。
閥門開度分別為 ** 和 30% 時流開型流向的對稱面速度矢量見圖 6 和圖 7。從兩圖中可以看出，在閥腔中背對出口的一側(cè)，都產(chǎn)生了明顯的漩禍，這會產(chǎn)生較大的能量損耗，增大阻力系數(shù)。這說明流開型易在閥腔內(nèi)產(chǎn)生漩渦，造成能量損失。應(yīng)用 FLUENT 軟件對該閥門全開流道模型進行了流閉型流向的數(shù)值模擬，得到對稱面上的速度矢量如圖 8 所。從圖 8 可以看出，閥腔內(nèi)幾乎沒有漩渦，說明流閉型流向可大大避免漩渦的產(chǎn)生，減少能耗。
對不同開度的流道模型進行流閉型流向的數(shù)值模擬，得到各開度下的流量系數(shù)見《表 1》。從表中可以看出，相同開度下，流閉型比流開型的流量系數(shù)明顯提高，全開開度時，流量系數(shù)提高了 15.3%。這是由于流閉型閥門流道內(nèi)沒有漩渦產(chǎn)生，減少了能量損耗，提高了流量系數(shù)。從表中還可以看出，隨著閥門開度的減小，流量系數(shù)提高的百分比也隨之減小，10% 開度時流量系數(shù)已不再提高。這是因為，閥門大開度時，流開型流向漩渦處流體的速度大，則動能大，損失的能量多，而流閉型流向幾乎沒有漩禍產(chǎn)生的能量損失，所以流量系數(shù)提高明顯。隨著閥門開度的逐漸減小，流體速度減小，流開型損失的能量也隨之減小，因而 2 種流向的流量系數(shù)逐漸趨于相等。
2 種流向在不同開度下的流量系數(shù)
開度 / %
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
流開型 / m2
1.73
4.57
6.98
9.36
11.20
12.24
13.14
13.97
14.69
15.30
流閉型 / m2
1.73
4.68
7.56
10.08
12.24
13.50
15.05
15.84
16.81
17.64
提高百分比 / %
—
2.40
8.30
7.70
9.30
10.30
14.50
13.40
14.40
15.30
3 結(jié)論
（1）通過對閥門流量系數(shù)的理論計算和數(shù)值模擬，證明用計算流體力學(xué)軟件所得到的模擬結(jié)果與理論計算基本一致。這將有助于閥門的優(yōu)化設(shè)計，縮短設(shè)計周期，節(jié)省大量成本。
（2）角式調(diào)節(jié)閥通常選用的流開型流向會在閥腔內(nèi)產(chǎn)生漩渦，造成能量損耗。而流閉型流向可避免漩渦產(chǎn)生，減少能耗。
（3）角式調(diào)節(jié)閥選擇流閉型可相對提高流量系數(shù)，尤其在閥門大開度時，流量系數(shù)提高顯著。工程實際中，若閥門經(jīng)常處于較大開度工作時，選擇流閉型的安裝流向，能較好地提高流量系數(shù)。
冠龍閥門集團有限公司專注于武漢冠龍閥門,大連冠龍閥門,新疆冠龍閥門等
詞條
詞條說明
閥門采購人員在選購閥門的時候，其選擇步驟和依據(jù)大體如下： 1、? 確定閥門在設(shè)備或裝置中的用途，確定閥門工的條件、適用介質(zhì)、工作壓力、工作溫度等。 2、? 確定與閥門連接管道的公稱通徑和連接方式：法蘭、螺紋、焊接等。 3、? 確定操縱閥門的方式：手動、電動、電磁、氣動或液動、電氣聯(lián)動和電液聯(lián)動等。 4、? 根據(jù)管線輸送的介質(zhì)、工作壓力、工作溫度確定所選用閥門
閥門企業(yè)應(yīng)該如何實現(xiàn)轉(zhuǎn)型發(fā)展
在國民經(jīng)濟發(fā)展中，閥門行業(yè)作為裝備制造業(yè)的一個重要環(huán)節(jié)，起到非常重要的作用。隨著我國經(jīng)濟的**發(fā)展，閥門行業(yè)也猶如雨后春筍蓬勃發(fā)展，但隨之卻出現(xiàn)關(guān)鍵**技術(shù)缺乏、技術(shù)**不足意識薄弱、中小企業(yè)多但抗險力差、生產(chǎn)設(shè)備落后產(chǎn)品檔次偏低、企業(yè)管理不規(guī)范理念落后等問題，這些問題若不得到解決，行業(yè)發(fā)展一定會受阻甚至倒退。 閥門企業(yè)下一步應(yīng)該如何走? “逆水行舟，不進則退”——面對國內(nèi)外激烈的市場競爭，閥門企
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調(diào)節(jié)閥是工業(yè)自動化調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)。隨著電子計算機的迅猛發(fā)展，計算流體力學(xué)（CFD）數(shù)值模擬的優(yōu)越性越來越明顯，我們運用 CFD 通用軟件 FLUENT 對一種角式調(diào)節(jié)閥進行了三維數(shù)值模擬，通過一系列開度下的流量模擬得到了該閥的流量特性曲線，并直觀地顯示出不同流向狀態(tài)下閥門流道內(nèi)部的速度壓力分布和漩渦分布情況，由此進一步分析流向?qū)鞘秸{(diào)節(jié)閥流量特性的影響。
1 角式調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)及網(wǎng)格劃分
某一型號角式調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)剖視。它由閥桿、上閥蓋、閥芯、閥座和閥體等零部件構(gòu)成。閥體通道成直角，故稱為角式調(diào)節(jié)閥。它具有流通量大、自潔性好等優(yōu)點，適合閥前后壓差不大的高粘流體并要求直角配管的場合。所采用的角式調(diào)節(jié)閥公稱通徑為 25mm，公稱壓力 1.6MPa，理想流量特性為直線特性，額定流量系數(shù)為 15m2，閥芯行程 16mm，可調(diào)比 R=50。
工程中，角式調(diào)節(jié)閥通常選擇流開型（即底進側(cè)出）流向。在進口壓力為 1.6MPa，出口壓力為 1.5MPa 的條件下，該調(diào)節(jié)閥全開時對稱面上的壓力等值線和速度等值線如圖 4、圖 5 所示。從圖中可以看出，進口的壓力和速度都比較均勻；當(dāng)水流通過閥芯與閥座之間的節(jié)流處時，由于流通面積突然減小，壓力減小，速度增大，并且靠近出口一側(cè)的節(jié)流處的速度要明顯大于另一側(cè)，即減壓增**果明顯；水流通過節(jié)流處后流向出口，壓力和速度又趨向均勻。
閥門開度分別為 ** 和 30% 時流開型流向的對稱面速度矢量見圖 6 和圖 7。從兩圖中可以看出，在閥腔中背對出口的一側(cè)，都產(chǎn)生了明顯的漩禍，這會產(chǎn)生較大的能量損耗，增大阻力系數(shù)。這說明流開型易在閥腔內(nèi)產(chǎn)生漩渦，造成能量損失。應(yīng)用 FLUENT 軟件對該閥門全開流道模型進行了流閉型流向的數(shù)值模擬，得到對稱面上的速度矢量如圖 8 所。從圖 8 可以看出，閥腔內(nèi)幾乎沒有漩渦，說明流閉型流向可大大避免漩渦的產(chǎn)生，減少能耗。
對不同開度的流道模型進行流閉型流向的數(shù)值模擬，得到各開度下的流量系數(shù)見《表 1》。從表中可以看出，相同開度下，流閉型比流開型的流量系數(shù)明顯提高，全開開度時，流量系數(shù)提高了 15.3%。這是由于流閉型閥門流道內(nèi)沒有漩渦產(chǎn)生，減少了能量損耗，提高了流量系數(shù)。從表中還可以看出，隨著閥門開度的減小，流量系數(shù)提高的百分比也隨之減小，10% 開度時流量系數(shù)已不再提高。這是因為，閥門大開度時，流開型流向漩渦處流體的速度大，則動能大，損失的能量多，而流閉型流向幾乎沒有漩禍產(chǎn)生的能量損失，所以流量系數(shù)提高明顯。隨著閥門開度的逐漸減小，流體速度減小，流開型損失的能量也隨之減小，因而 2 種流向的流量系數(shù)逐漸趨于相等。
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2 種流向在不同開度下的流量系數(shù) |
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開度 / % |
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流開型 / m2 |
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流閉型 / m2 |
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10.08 |
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16.81 |
17.64 |
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提高百分比 / % |
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2.40 |
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9.30 |
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14.50 |
13.40 |
14.40 |
15.30 |
3 結(jié)論
（1）通過對閥門流量系數(shù)的理論計算和數(shù)值模擬，證明用計算流體力學(xué)軟件所得到的模擬結(jié)果與理論計算基本一致。這將有助于閥門的優(yōu)化設(shè)計，縮短設(shè)計周期，節(jié)省大量成本。
（2）角式調(diào)節(jié)閥通常選用的流開型流向會在閥腔內(nèi)產(chǎn)生漩渦，造成能量損耗。而流閉型流向可避免漩渦產(chǎn)生，減少能耗。
（3）角式調(diào)節(jié)閥選擇流閉型可相對提高流量系數(shù)，尤其在閥門大開度時，流量系數(shù)提高顯著。工程實際中，若閥門經(jīng)常處于較大開度工作時，選擇流閉型的安裝流向，能較好地提高流量系數(shù)。
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