水滴迷宫式调节阀空化特性计算与结构改进

作者：廖伯权^*; 何庆中; 王佳; 彭涛; 陈雪峰; 李科宏

来源：流体机械, 2021, 49(02): 30-89.

• 超(超)临界
• 调节阀
• 水滴迷宫碟片
• 空化
• 气蚀破坏

针对超(超)临界机组中水滴迷宫式调节阀在高温高压工况下引起的严重气蚀问题,基于计算流体力学理论和空化机理,选用标准k-ε湍流模型、Mixture模型和Schnerr-Sauer空化模型,比较了改进前后调节阀在典型开度下的压力、速度、气相体积分数等结构性能。计算结果表明:原始碟片结构压降大,最大可至19.95 MPa,流速高,最高可达237 m/s,从而导致了严重的空化现象,气相体积分数甚至高达1;增加围堰后,碟片流道内最大压降降低了52.5%,最大速度减小了38.8%,最大气相体积分数降低至0.18;证明增加围堰可有效控制阀内压降和流速,减小气蚀破坏程度。此外,适当增加围堰高度有利于抑制空化发生,但高度过大会使空化区域向围堰处转移,同时形成不稳定流场影响阀门启闭特性。

• 单位
  四川轻化工大学