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日本在线无专区麻豆69介质流向对不平衡力的影响

更新时间:2017-01-05 点击量:1073

    日本在线无专区麻豆69介质流向对不平衡力的影响
    为了使日本在线无专区麻豆69能长时间稳定工作,不仅要研究调节阀内部流场,同时也需要对执行机构进行研究。在调节阀工程设计中,执行机构在阀全关时输出推力应满足1.1(不平衡力+阀座压紧力)。其中,阀座压紧力与调节阀类型相关,受其他条件影响小,因此执行机构的选择主要受调节阀不平衡力的影响。
    日本在线无专区麻豆69构性能
    日本在线无专区麻豆69介质流向分为底进侧出(流开型)和侧进底出(流关型)。介质流动方向的改变,一方面会引起调节阀前后压力和方向改变,使不平衡力作用方向或大小发生改变,另一方面会使介质对阀瓣的绕流方向发生改变,从而改变流体阻力,使作用在阀瓣上的不平衡力发生改变。这些变化会对调节阀执行机构的选择产生影响,从而影响调节阀的稳定性及使用寿命。因此,介质流向的选择对调节阀的选型设计和稳定性有着极为重要的意义。
    (a)流开型   (b)流关型
    日本在线无专区麻豆69不平衡力分析
    3 不平衡力计算
    闭合状态下流开型日本在线无专区麻豆69不平衡力Ftk和流关型调节阀不平衡力Ftg分别为
    (1)
    (2)
    式中  Ftk、Ftg———不平衡力,
    Nds———阀杆直径,mm
    dg———阀瓣直径,mm
    p1———阀上游压力,MPa
    p2———阀下游压力,MPa
    日本在线无专区麻豆69阀瓣上表面和下表面所受的压力随着开度的变化而变化。为方便计算阀瓣上、下表面所受的压力值,将阀瓣上、下表面所受压力变化转换为效阀瓣截面积的变化。
    日本在线无专区麻豆69在流开状态时,阀杆处于流体的流出端,其不平衡力为入口压力p1和出口压力p2与效阀瓣截面积Sh作用的结果,即
    (3)
    式中 Δp———阀前后压差,MPa
    Sh———某一开度下效阀瓣截面积,mm2
    将问题简化,对Sh和行程h之间的关系取泰勒展开式,其五阶式为
    (4)
    将式(4)带入式(3),则式(3)简化为
    日本在线无专区麻豆69在流关状态时,阀杆处于流体的流入端。取泰勒展开式后,其不平衡力计算的五阶式为
    (6)
    4 内部流场数值模拟
    4.1 三维模型
    日本在线无专区麻豆69的公称通径为200mm,百分比流量特性,行程60mm。根据调节阀结构对称性,取流道的一半建模,为了使进出口不产生回流,前后管道各加长3倍管径的长度(图2)。
        将流道模型分为5部分。流体在流经阀瓣和阀座时,压力梯度和速度梯度变化较大,采用较密的非结构四面体网格。在进口和出口处,流体流动较简单,流速较低且比较平稳,采用较疏的六面体网格。其余两个部分,由于结构较为复杂,采用非结构四面体网格。5部分共计网格数量为196229(图3)。
    图3 流道网格模型
    4.3 求解模型
    设定入口压力为3MPa,出口压力为2.75MPa,对称面边界条件以及阀瓣面的壁面边界条件。由于控制阀内部流场结构复杂,当流体流经阀体时,会产生非常复杂的流动状态,虽有旋涡和分离流,但不是强旋涡,属于中强度的雷诺数,因此计算模型取标准模型。由于流体与阀体内部边界面没有滑移,所以固体边界面取无滑移边界条件。
    5 结果分析
    5.1 介质流向对不平衡力的影响
    日本在线无专区麻豆69不平衡力是调节机构中控制阀的阀瓣所受的轴向合力,其大小和方向是执行机构选型的重要指标之一。取前后压差为0.25MPa,针对不同开度进行数值模拟(表1)。根据不同开度下的计算到不平衡力的变化趋势
    日本在线无专区麻豆69不平衡力数值模拟值
    根据流开型调节阀不平衡力Ftk和流关型调节阀不平衡力Ftg变化趋势,得到两个五阶多项式。
    分析日本在线无专区麻豆69不平衡力变化趋势,流开型调节阀不平衡力总是比流关型日本在线无专区麻豆69大。日本在线无专区麻豆69不平衡力在各开度下为正。流关型调节阀不平衡力在开度大于32mm时,不平衡力为正值,在开度小于32mm时,不平衡力为负值。

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