調(diào)節(jié)閥介質(zhì)流向?qū)Σ黄胶饬Φ挠绊?/h1>

2014-12-07 王銘升 寧夏大學機械工程學院

　　以快速更換式單座調(diào)節(jié)閥為例，利用Solidworks軟件對調(diào)節(jié)閥內(nèi)部流場進行三維實體建模，用CFX 軟件對流場進行流體動力學分析，得到各開度下不平衡力的可視化結果。用等效閥瓣截面積的變化表示不同開度下壓力的變化，用五階泰勒展開式表示等效截面積與行程h 的關系。結果表明，流開型調(diào)節(jié)閥不平衡力較大，沖刷作用區(qū)域較寬，但不平衡力作用方向始終為正，并且比流關型調(diào)節(jié)閥穩(wěn)定。因此，一般直通單座調(diào)節(jié)閥設計成流開型。

1、概述

　　調(diào)節(jié)閥是過程控制中的重要組件，隨著自動化技術的發(fā)展，已被廣泛地應用于冶金、電力、石油和化工等工業(yè)部門中，控制設備的正常使用與調(diào)節(jié)閥的穩(wěn)定性及使用壽命密切相關。為了使調(diào)節(jié)閥能長時間穩(wěn)定工作，不僅要研究調(diào)節(jié)閥內(nèi)部流場，同時也需要對執(zhí)行機構進行研究。在調(diào)節(jié)閥工程設計中，執(zhí)行機構在閥全關時輸出推力應滿足1.1( 不平衡力+ 閥座壓緊力) 。其中，閥座壓緊力與調(diào)節(jié)閥類型相關，受其他條件影響小，因此執(zhí)行機構的選擇主要受調(diào)節(jié)閥不平衡力的影響。

2、結構性能

　　調(diào)節(jié)閥介質(zhì)流向分為底進側出( 流開型) 和側進底出( 流關型) ( 圖1) 。介質(zhì)流動方向的改變，一方面會引起調(diào)節(jié)閥前后壓力和方向改變，使不平衡力作用方向或大小發(fā)生改變，另一方面會使介質(zhì)對閥瓣的繞流方向發(fā)生改變，從而改變流體阻力，使作用在閥瓣上的不平衡力發(fā)生改變。這些變化會對調(diào)節(jié)閥執(zhí)行機構的選擇產(chǎn)生影響，從而影響調(diào)節(jié)閥的穩(wěn)定性及使用壽命。因此，介質(zhì)流向的選擇對調(diào)節(jié)閥的選型設計和穩(wěn)定性有著極為重要的意義。

6、結語

　　(1) 從調(diào)節(jié)閥所受不平衡力的大小和閥瓣所受沖刷作用點分析，流關型調(diào)節(jié)閥不平衡力小，閥瓣受沖刷影響小，可以提高調(diào)節(jié)閥的使用壽命。

　　(2) 從調(diào)節(jié)閥所受不平衡力的方向和穩(wěn)定性分析，流開型調(diào)節(jié)閥不平衡力方向始終為正方向，且不平衡力穩(wěn)定，而流關型調(diào)節(jié)閥不平衡力方向有時為正方向，有時為負方向，且不平衡力在有些開度下是波動的。

　　(3) 流關型調(diào)節(jié)閥不平衡力的方向變化對執(zhí)行機構的選型帶來極大影響，這種流向的調(diào)節(jié)閥無法應用于氣動薄膜執(zhí)行機構，而且不平衡力的波動極大影響了調(diào)節(jié)閥的穩(wěn)定性及使用壽命，因此，一般直行程單座調(diào)節(jié)閥設計成流開型。