异形高压节流调节阀气动载荷分析

材料属性如下表。通过计算，得到阀芯处气动载荷分析结果。

为了保证精度的要求，在对阀体进行网格划分时，在阀芯区域内，网格划分较密；在其他流道区域，不影响计算精度的情况下，网格划分较稀疏。采用非结构网格进行划分，将阀体抑制，仅保留流体域，将所有壁面自动添加三棱柱加密网格，边界层采用软件默认功能。在不同开合角度和不同开合面积情况下计算阀芯处的气动载荷。

4 计算分析

为了研究不同开合面积的阀芯所受气动载荷，分别数值模拟了不同开合面积、不同开合时间情况下阀芯的气动载荷。本文仿真计算了A=20%、A=40%、A=60%、A=80%四种等效开合面积情况下，在60ms内阀芯所受气动载荷情况，其计算结果如图4，纵坐标单位为牛（N），横坐标单位为毫秒（ms）。

研究结果表明：在调节阀开启很短的时间内，阀芯受到的气动载荷迅速增大，随着时间增加，阀芯的气动载荷也随之缓慢下降。阀芯的开合面积越大，阀芯的最大气动载荷越小；阀芯的开合面积越大，阀芯的最大气动载荷上升的速率越小，下降的也速率越小。

5 结论

数值仿真结果表明：在调节阀开启很短的时间内，阀芯受到的气动载荷迅速增大，随着时间增加，阀芯的气动载荷也随之缓慢下降。阀芯的开合面积越大，阀芯的最大气动载荷越小；阀芯的开合面积越大，阀芯的最大气动载荷上升的速率越小，下降的也速率越小。

通过以上的仿真分析可知，分别得到了不同开合面积下阀芯的气动载荷，研究结果旨在应用于阀芯转轴的快速研制，大大减少试验次数，准确定位试验项目，节约试验成本，阀芯参数化设计提供理论依据。

参考文献：

[1]田丰，邓少翔，韩景复，等.国产600 MW 汽轮机单顺阀滑压运行特性试验研究[J].汽轮机技术，2009（2）：144-147.

[2]BATHE K J， ZHANGH， A flow condition base dinater polation finite element procedure for incompressible fluid flows [J].Computers & Structures， 2002， 80：1267-1287.

[3]KOHNOH，BATHE K J.Anine-node quadrilateral FCBI element for incompressible fluid flows[J]. International Journal for Numerical Methods in Fluids， 2006，51：673-699.

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