抑制调节阀流场空化的响应面结构优化

作     者：隋帆 徐东涛 彭思达 路庆发 王成龙 孟祥瑞 SUI Fan;XU Dong-tao;PENG Si-da;LU Qing-fa;WANG Cheng-long;MENG Xiang-rui

作者机构：辽宁科技大学机械工程与自动化学院辽宁鞍山114051 鞍钢集团矿业有限公司东鞍山烧结厂辽宁鞍山114041 

出 版 物：《液压与气动》 (Chinese Hydraulics & Pneumatics)

年 卷 期：2024年第48卷第4期

页      面：133-141页

学科分类：080704[工学-流体机械及工程] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0804[工学-仪器科学与技术] 

基　　金：辽宁省教育厅项目(LJKZ0299) 

主　　题：多级降压阀 空化特性 响应面优化 流量试验 

摘      要：调节阀流场空化现象会产生空化振动和噪声等不良影响。优化阀内件的结构,抑制流场空化是设计高端调节阀的重要环节。为了实现调节阀内流场的逐级降压,减小空化现象的产生,设计了一种多级降压调节阀的外层套筒和笼式阀座。采用Fluent软件对阀内流场的流动特性进行数值模拟,得到流场压力、流量和气体体积分数的分布规律。采用循环式并联流量测试装置,对阀进行流量实验,验证了数值模拟的可靠性。通过Box-Behnken响应面优化方法探讨外层套筒和笼式阀座节流孔孔径、孔数及其交互作用对流场空化的影响,得出最优设计方案。结果表明,在不影响调节阀流量特性的条件下,70%开度时,优化阀内件参数后,最大气体体积分数从0.88下降到0.19,有效地抑制调节阀内流场空化现象。