迷宮流道擴張系數(shù)對介質(zhì)流動特性的影響研究.pdf

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1、第52卷第3期2016年6月石油化工自動化AUTOMATl0NINPETR()_CHEMICALINDUSTRYV01.52,No.3Jun,2016迷宮流道擴張系數(shù)對介質(zhì)流動特性的影響研究王若愚,張釗,郝嬌山,李武,唐永亮(重慶川儀調(diào)節(jié)閥有限公司,重慶400700)摘要:通過對高壓差迷宮式調(diào)節(jié)閥的理論研究,結合流體力學相關理論,對迷宮流道的結構特征和設計依據(jù)進行了闡述,并提出了迷宮流道擴張系數(shù)對閥門性能的影響。建立單個迷宮流道的三維模型,并采用CFD流體分析軟件對不同擴展系數(shù)下介質(zhì)在迷宮流道內(nèi)部流動情況進行模擬計算,

2、獲得內(nèi)部流場分布情況,進而確定流道擴張系數(shù)對介質(zhì)流動特性的影響情況。關鍵詞:調(diào)節(jié)閥迷宮流道擴張系數(shù)模擬流場中圖分類號:THl34文獻標志碼:B文章編號:1007-7324(2016)03-0059-04StudyonImpactofLabyrinthPathExpansionCoefficientOilFluidFlowCharacteristicsWangRuoyu,ZhangZhao,HaoJiaoshan,LiWu,TangYongliang(ChongqingChuanyiRegulatingValveCo.L

3、td.,Chongqing,400700,China)Abstract:Structurecharacteristicsanddesignbasisoflabyrinthpathareexpoundedthroughtheoreticalstudyonhighdifferentialpressureoflabyrinthregulatingvalvewithcombinationoffluidmechanicstheory,andinfluenceofexpansioncoefficientonvalveperform

4、anceiSproposed.Single3Dmodelwithlabyrinthpathisconstructed.SimulationcalculationondistributionofinternalflowinlabyrinthpathisconductedwithCFDfluidanalysissoftwareformediumwithdifferentexpansioncoefficient.Innerflowfielddistributionisobtainedwithfurtherdeterminat

5、ionofinfluenceofexpansioncoefficientonmediumflowcharacteristics.Keywords:regulatingvalve;labyrinthpath;expansioncoefficient;simulation;flowfield高壓差迷宮式調(diào)節(jié)閥的研發(fā),有效解決了化工工藝控制過程中高壓差、易閃蒸、噪聲大等技術難題,擁有較高的工作性能。但是由于國內(nèi)高參數(shù)實驗設備有限,大多實驗只能在低壓差條件下進行,對該類閥門的研究基本停留在簡單的理論計算階段,而對于高壓差條件下

6、閥門內(nèi)部的可壓縮流動卻無法深入研究。隨著閥門的性能不能提升,進行高壓差工況下迷宮流道內(nèi)部可壓縮介質(zhì)的流動狀態(tài)研究具有重要意義。1迷宮閥理論研究現(xiàn)狀隨著工業(yè)技術的不斷進步,客戶端對迷宮閥的需求已從初始的簡單選型轉變?yōu)閷﹂y門整體性能的關注,這也在一定程度上推動了國內(nèi)閥門研發(fā)人員對迷宮閥的深入研究。如,上海理工大學王海明等uJ,采用流動顯示技術將迷宮流道內(nèi)部流場以直觀的圖像形式展示出來,對介質(zhì)渦流的形成情況進行了分析;工裝自控工程(無錫)有限公司的吳杰心j,介紹了低噪音迷宮式調(diào)節(jié)閥的結構原理,論述了迷宮芯片與流路的設計以及流

7、量系數(shù)的計算;上海理工大學的鐘方勝等∞J,通過實驗方法測試迷宮閥在不同開度下的阻力特性,并與理論值進行了對比;蘭州理工大學的李樹勛等Mj,通過理論計算與CFD仿真模擬方法對迷宮流道降壓級數(shù)進行了系統(tǒng)的研究。以上諸多的研究性成果,對迷宮閥綜合性能的提升起到了很大的改進作用,進而節(jié)省了能源損耗以及客戶端設備使用費用。2迷宮流道的結構特征及設計依據(jù)2.1迷宮流道的結構特征迷宮閥是調(diào)節(jié)閥中降壓效果最好的閥門(其壓力恢復系數(shù)EL≈1),主要得益于節(jié)流組件內(nèi)部特殊的迷宮流道設計,12級迷宮流道如圖1所示。介質(zhì)流經(jīng)迷宮流道發(fā)生多次碰

8、撞轉折,損耗能量,實現(xiàn)逐級降壓的同時流速也得了控制。迷宮流道能夠有效地減小壓力脈動,防止振動、噪聲等現(xiàn)象的發(fā)生,從稿件收到日期:2016—01—14,修改稿收到日期:2016—04—03。作者簡介:王若愚(1987一),男,重慶人,主要從事控制閥仿真實驗研究工作,任助理工程師。60石油化工自動化第52卷而保證閥門在較長周期內(nèi)正???/p>

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