球阀固-液两相流流动特性与压力损失数值模拟

摘要

为了研究PVC球阀中固-液两相流流动特性与压力损失变化规律,采用Eulerian多相流模型对DN75球阀进行数值模拟,探讨球阀的流场特性、颗粒分布特征以及压力损失的变化规律,评价其影响因素.研究结果表明:球阀开度对流场影响较大,随着开度减小,阀芯内混合流流速梯度增大,在阀后形成漩涡,漩涡尺度随阀门开度减小而增大;开度不同时,球阀进口断面颗粒体积分数分布基本相似,而阀芯截面和出口截面在小开度时颗粒体积分数分布较乱;混合流压力损失随流速增大而增大,随球阀开度增大而减小,随颗粒体积分数增大而增大;而压力损失随颗粒粒径的变化趋势与阀门开度有关,当开度为70°～90°时,压力损失随着粒径增大而增大;当开度为40°～60°时,压力损失随粒径的增大减小;以显著性水平α=0.05为检验标准,多因素方差分析结果表明颗粒体积分数和颗粒粒径对压力损失的影响不显著;而进口流速和球阀开度对压力损失具有显著影响,其中球阀开度对压力损失的影响最显著.