高压隔膜泵单向阀阀隙流场的冲蚀磨损特性分析

作者：陈虹潮; 马军; 熊新; 李祥

来源：表面技术, 2023, 1-10.

• 单向阀
• 冲蚀磨损
• 阀隙流场
• 固液两相流
• 数值模拟

目的 为探究高压隔膜泵单向阀阀隙流场冲蚀磨损产生的原因和主要影响因素。方法 基于固液两相流基本理论与冲蚀模型，考虑颗粒保护效应以及磨蚀效应，采用计算流体力学（CFD）方法模拟单向阀阀隙流场的冲蚀磨损行为，探究矿粉颗粒体积分数、颗粒粒径、单向阀半锥角、胶垫突出高度等参数对单向阀冲蚀磨损特性的影响。结果 矿粉颗粒紧贴阀芯壁面剪切运动是造成阀芯产生冲蚀磨损失效的主要原因；当矿粉颗粒体积分数由0.1增大到0.5时，由冲蚀造成的最大冲蚀磨损速率随之减小，由磨蚀造成的平均冲蚀磨损速率随之增大；当矿粉颗粒粒径在0.025～0.048mm时，随着矿粉颗粒粒径增大平均冲蚀磨损速率随之增大，矿粉颗粒粒径超过0.048mm时，平均冲蚀磨损速率逐渐减小；当单向阀半锥角由30°增大到45°时，阀隙流场最大流速由12.23m/s减小至9.19m/s，矿粉颗粒对阀芯壁面的最大冲蚀磨损速率减小了41.16%；阀隙流场最大流速和冲蚀磨损速率随胶垫突出高度h增大而增大，同时位置也发生了相应变化。结论 矿粉颗粒体积分数的增加会加重粒子对阀芯壁面的损伤程度，随着颗粒粒径的增加，泵阀的最大冲蚀磨损速率先增大后减小，增大半锥角可以缓解颗粒对壁面的冲蚀磨损，胶垫突出高度的增大会导致冲蚀磨损区域逐渐向胶垫突出位置集中。

• 单位
  自动化学院; 昆明理工大学