高压差微小流量调节阀的设计与仿真

书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
最小流量调节阀性能数值模拟分析
采用CFD 软件对研发的最小流量阀内部流场进行了仿真实验，得到了阀内压力、速度、振动和噪声的情况。

分析结果表明，迷宫式节流阀芯通过多
级转弯流道实现逐级稳定降压，能够有效的限制流速上升过快，防止由于压力
突变引起的闪蒸、气蚀及冲蚀、振动和噪声的损害。

1、概述超( 超) 临界( USC) 火电机组给水泵最小流量调节阀工作在高温、高压和高压差的恶劣工况下，受气蚀、冲刷、振动和噪声等影响严重。

本
文介绍了研制的最小流量调节阀内部结构特点，并采用计算流体力学( CFD) 软件对阀内流场进行三维数值模拟仿真实验和分析，获得了阀内部压力与速度分
布和振动与噪声关系。

对单层迷宫盘片内部流动进行了深入的研究分析，揭示
了迷宫式阀芯降压节流的原理。

2、结构特点150Tz668Y-450W 型最小流量调节阀( 利用SolidWorks 三维实体建模软件，对阀腔内部流道建立了流道模型( 3.2、计算网格划分流道模型网格由
通过求解得到阀内流场的压力分布情况( 4.2、速度场分析
通过求解得到流场速度分布( 4.3、盘片降压限速分析
迷宫盘片8 条流道呈中心对称排列，取其中的单个流道建立模型进行深入分析。

得出迷宫流道内压力与速度局部放大4.4、噪声分析
调节阀( 工作介质为液体) 的噪声主要是流体流过阀门节流区产生高压降，引起介质流速变大，产生湍流和涡流，导致阀体振动剧烈、噪声严重，此
类噪声也称为液体动力噪声。

高压差下调节阀液体动力噪声往往会超过相关标
准的限制值。

对调节阀所产生的液体噪声进行理论预测，能为相关结构的改进。

2020年第3期工业仪表与自动化装置• 43•锅炉给水泵最小流量调节阀结构设计与仿真刘佳，陈雪峰，费天文，彭波，张定三(华夏阀门有限公司，四川自贡643000)摘要：为了研究某新型给水泵最小流量调节阀的流场特性，利用C FD仿真技术对最小流量阀 进行流场分析。

对最小流量阀的迷宫碟片进行优化设计和试验，并对最小流量阀整体模型进行流通性能验证。

分析结果表明，迷宫流道能够很好地实现降压和控速要求，阀门整体流通性能良好，满足工况需求。

关键词：最小流量调节阀；仿真;迷宫碟片；流通性能；降压中图分类号:TH138.52 文献标识码:A文章编号#1000 -0682(2020)03 -0043 -03D e s ig n a n d s im u la tio n o f m in im u m flo w re g u la tin g v a lv e o f b o ile r feed p u m pLIU Jia,CHEN Xuefeng,FEI Tianwen,PENG Bo,ZHANG Dingsan(China Valve C O.，L T D.，Sichuan Zigong 643000，China#Abstract&In order to study the flo w f e ld characteristics of the minimum flowcontrol valve type of feed pump,the flow^field of tlie minimum flow^control valve is analyzed by CFD simulation nology.The labyrinth disc of tlie minimum flow^valve is optimized and tested,and the flow^performance ofthe whole model of the minimum flow valve is verified.The results showthat the labyrinth flowpassagecan well achieve the requirements of pressure reduction and speed control,and the overall flow^perform­ance of tlie valve is good,which meets the requirements of worl^ing conditions.Keywords&minimum flow control valve+simulation+labyrinth disc+flow performance+depressurization〇引言电站锅炉给水泵最小流量调节阀安装在给水泵 和除氧器之间，为了防止给水泵过热以及产生汽蚀，给水泵的流量在任何情况下都必须大于某一规定流 量，从而保证给水泵的安全运行。

第 56 卷第 6 期2019 年 12 月化　工　设　备　与　管　道PROCESS EQUIPMENT & PIPING V ol. 56　No. 6Dec. 2019·管道与管件·调节阀流量流阻测试与流场仿真分析陈宗杰（国家阀门产品质量监督检验中心（福建），福建 泉港 362800）摘 要：调节阀是工业生产重要的调流、调压元件，在对调节阀试验过程观测到轻微噪声，解体检查发现套筒有腐蚀。

在对调节阀进行流量流阻测试的基础上，运用Fluent 对其内部流场数值模拟，对比分析试验测试结果与仿真计算结果，验证数值模拟可行性。

仿真所得调节阀流场，能够可视化反映出其内部真实流动规律。

通过研究调节阀流场的压力分布云图和速度分布云图，分析其内件腐蚀的可能原因，并提出相关防范措施。

关键词：调节阀；数值模拟；试验；流量；流阻；腐蚀中图分类号：TQ 055.8；TH134 文献标识码：A 文章编号：1009-3281（2019）06-0063-006收稿日期：2019-05-06基金项目：福建省特种设备检验研究院科研项目（FJTJ2018022）。

作者简介：陈宗杰（1987—），男，工程师，硕士。

主要从事阀门试验研究工作。

调节阀是工业系统中重要的控制元件，主要用于调节管路介质压力和流量[1-2]。

在工业生产中，由于调节阀设计不合理或选型不当，导致大量的噪声产生，甚至内部零件磨损腐蚀[3-4]。

本文在对某一公称直径DN25，公称压力PN16的电动调节阀（图1）进行流量流阻测试时，发现该调节阀有轻微的噪声产 生。

阀空化噪声数值分析[7-9]；沈国强等设计了具有大小窗口的套筒调节阀，采用计算流体力学软件分析阀内流体流动规律[10]。

本文在对调节阀进行流量流阻测试的基础上，运用有限元仿真内部流场，对比试验测试与仿真计算结果，验证数值模拟的可行性，根据仿真模拟直观可视的优点，通过研究内部流场压力分布云图和速度分布云图，分析调节阀内件产生腐蚀的可能原因，并提出相关防范措施。