单座调节阀阀芯曲面参数化设计及流场特性分析

摘要

针对单座调节阀高精度阀芯曲面的设计难点,基于调节阀的节流方程和其调节特性理论方程,以及阀芯几何设计方程,对等百分比流量特性和线性流量特性的阀芯曲面进行了理论设计分析,结合ANSYS Fluent流体数值模拟软件,开展了阀芯曲面的正向设计方法研究。以可调比为50∶1的DN200-C_(vmax)300等百分比流量特性调节阀和DN200-C_(vmax)650线性流量特性调节阀为例,进行了其阀芯曲面的正向设计和数值模拟验证。结果表明,随开度的增大,两调节阀内部漩涡均逐渐增多;DN200-C_(vmax)300调节阀各开度模型的数值模拟Cv和理论Cv相对误差均在5%以内;DN200-C_(vmax)650调节阀各开度模型的数值模拟Cv和理论Cv相对误差均在4%以内;两调节阀数值模拟流量特性曲线和理论流量特性曲线趋势均高度吻合。研究成果弥补了单座调节阀阀芯曲面设计方法上的不足。