基于DPM模型V型球阀固液两相流冲蚀研究

王佳琪，何世权，李 力，刘帅帅

（南京工业大学 机械与动力工程学院，南京 211816）

0 引言

阀门是经济建设中应用非常广泛的一种机械产品，在许多领域都需应用大量的阀门设备。它是流体输送系统中的控制部件，通过改变介质流通截面积和流动方向，来控制流体流动的一种装置，具有截断、调节、分流等功能，因此，其工作性能直接影响着整个管道系统的性能[1-6]。

V型球阀是一种特殊形状的球阀，此类阀门独特之处在于它的阀芯是V型结构，会使阀口对阀座形成剪切作用。因此，V型球阀能够被广泛地应用在流体介质中含有固体颗粒、纤维等工况场合，所以开展固液两相流及固体颗粒冲蚀磨损研究，具有很重要的意义[7]。本文对DN50的V型球阀在不同开度下的固液两相流场特性进行研究，分析其在不同开度下表面速度云图、压力云图以及粒子流线轨迹，分析其流动特性与冲蚀磨损分布情况。

1 V型球阀结构

V型球阀是众多类型调节阀中的一种，是一种具有直角回转结构的角行程调节阀，其具有结构简单、流体阻力小，流通能力大，密封性能好等特点，同时具有调节范围广和等百分比调节特性等优点[8-9]。本文所研究的阀门为DN50，PN16的V型球阀，其中阀口开在阀芯球体球冠上，阀芯紧压在两端的密封圈上，保证了其密封性。 如图1示出V型球阀结构示意。

图1 V型球阀结构示意Fig.1 Structure diagram of V-shaped ball valve

2 计算模型与方法

2.1 两相流理论的研究模型

目前研究固液两相流的模型大体可分为2类：（1）拉格朗日的“连续-离散相模型”，把流体当成连续介质，颗粒当作离散相；……