基于CFD技术的电动截止阀流场特性研究*

朱凤霞

(武汉华夏理工学院 智能制造学院，湖北 武汉 430223)

0 引言

截止阀用途广泛，在系统中通过调节阀芯开启高度控制管路系统出口处流体的压力与流量。截止阀工作状况要求频繁启闭阀芯，加之其材料与工艺等方面的设计缺陷，容易导致泄漏、能耗增加、振动和设备侵蚀等不良后果。随着工业科技的高速发展，为适应高性能的输送系统，探索截止阀设计新思路、新方法，研发新结构、新性能的截止阀势在必行。

截止阀复杂的内部流道形状导致流体流动状况也十分复杂，工作过程中，流道内可能会产生涡流、回流等现象，将严重影响截止阀的工作性能，对系统危害很大，甚至可能会损坏设备。本文采用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamicss，简称CFD)技术，对带节流口的电动截止阀全流道进行流场数值计算，详细模拟截止阀流道内阀瓣开启不同状态下的流场特点，得出流道内压力分布云图、速度分布云图、速度矢量图及全流场流线图，为分析截止阀的实际工作状况、阀芯结构改进及阀道结构优化提供依据。

1 建立物理模型

1.1 截止阀结构

图1为电动截止阀的结构，它主要由阀体、阀瓣、支持套、阀杆、填料室等组成。其中，阀瓣外侧装有支持套，支持套上圆周分布着等直径节流小孔，阀瓣开启后，流体由入口段管道流入，流向支持套四周空间的排放槽，再通过支持套节流小孔流入阀瓣下方，经阀座孔到达出口段，形成了特殊形状的流道，此流道有节流和降压的效果，对阀芯起保护作用。……