基于FLUENT的节流管式调节阀结构优化

樊达宜，栾秀春

(哈尔滨工程大学核科学与技术学院，哈尔滨150001)

调节阀是流体输送系统中重要的控制部件，广泛应用于核电领域.核动力装置对调节阀的性能要求都很高，不仅要确保调节品质，还需要降低阀门功耗[1].节流管式调节阀是哈尔滨工程大学研制的一种新型调节阀，用于流体输送管道的流体压力或流量的调节，特别适用于核动力装置各回路系统.它采用自身的高压流体作为工质，通过调整节流管端面与活塞中心处的轴向泄流孔端面之间的间隙来改变活塞两侧受控流体的压差，进而使与活塞联动的阀盘移动并精确平衡在所要求的位置上[2].

近年来，随着计算机和计算流体力学(CFD)的发展，数值模拟的优越性越来越明显，已经开始用于研究流体机械的内部流动[3].节流管式调节阀的内部结构比较复杂，本文运用CFD软件FLUENT对其内部流场进行了三维数值模拟，并详细研究了不同阀门结构的内部流场受力情况和阀门驱动电机功耗.

1 节流管式调节阀结构及三维建模

本文应用三维建模软件Pro/ENGINEER建立流道模型.

1.1 建立流道模型

图1是节流管式调节阀的结构图.它由阀体、阀盘组件、活塞组件、节流管组件、双面法兰以及阀门外围部件构成，流体从右侧流入，左侧流出.阀门公称通径为DN 80/100，设计压力为4.2 MPa，工作压力为(2.15±0.10)MPa，减压压力不低于0.5 MPa.

图1 节流管式调节阀结构图

从图1可以看出，节流管式调节阀内部的流道比较复杂，若直接对流道进行建模……