煤液化调节阀空蚀/冲蚀磨损失效分析和结构优化

摘要

采用密度函数修正的RNGk-ε湍流模型、Schneer-Sauer空化模型、颗粒冲击-反弹恢复系数模型和冲蚀磨损模型,对调节阀空化/磨损进行数值计算,获得不同开度(结构)下速度、压力、空化区域、磨损率等参数的分布规律.结果表明:在20％开度(结构下),阀内空化区面积和回流速度降低,阀芯进入了相对稳定的空蚀/磨损期;在40％开度(结构)下,阀内空化区面积和回流速度增加,加剧了阀芯顶部的空蚀/磨损;阀芯已损伤表面轴对称中心处的磨损率最大,该区域的磨损率比抛物线表面高2个数量级;数值计算结果与调节阀在不同开度(结构)下的实际损伤形貌相吻合,验证了计算结果的准确性;减少阀芯头部圆弧半径,可降低阀芯头部的空化强度和磨损率,延长其使用寿命.