上海川滬閥門有限公司
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閱讀：196發(fā)布時間：2025-2-20
圖1展示了不同啟閉時間下，實驗流量隨開度的變化規(guī)律。從圖中可以看出，開啟過程流量變化規(guī)律與關閉過程存在明顯差別。對于開啟過程，在20%閥門開度以下，流量變化很?。欢?0%開度以上，流量隨著開度的增加而明顯增加。對于關閉過程，在80%閥門開度以上，流量變化很??；而在80%閥門開度以下，流量隨著閥門開度的減小而明顯下降。其原因是：閥門剛開啟或者關閉時，開度突然變化，而由于慣性的存在，流體的流動沒有及時發(fā)生相應改變。隨著啟閉時間的增加，流體的這種滯后現(xiàn)象逐漸消失。
球閥實驗流量隨開度的變化規(guī)律
同時可以發(fā)現(xiàn)，相同開度下，開啟過程的流量始終比關閉過程流量要??；而隨著啟閉時間的延長，球閥啟閉過程的差異性逐漸減小，當啟閉時間為70s時，閥門開啟和關閉過程的趨勢基本保持一致，并且接近穩(wěn)態(tài)工況的流量曲線。
圖2所示是啟閉時間為18s、34s、70s和穩(wěn)態(tài)工況下閥門的進出口壓力變化曲線圖。從圖中可以看出，閥門啟閉過程的進口壓力變化較大，而出口壓力變化較小。通過不同啟閉時間的結果對比，發(fā)現(xiàn)隨著啟閉時間的增大，閥門開啟過程的進口壓力與關閉過程的進口壓力基本一致，說明在一定啟閉時間內，閥門進出口壓力變化與啟閉時間無關。
不同啟閉工況下球閥進出口壓力變化
從圖中還可以明顯觀察到開啟過程和關閉過程出口壓力變化規(guī)律存在明顯差別。對于閥門開啟過程，在60%～70%開度之間存在明顯的壓降；但是對于關閉過程，壓力陡降區(qū)域則在20%～30%開度范圍內。其原因可能是閥門開啟過程，流速在60%～70%開度范圍內增加幅度較大，動能增大導致了靜壓明顯下降；而關閉過程，流速在20%～30%開度范圍內降低幅度較大，動能減小導致靜壓明顯上升。
閥門的流量系數(shù)和阻力系數(shù)是其流阻特性的外在表現(xiàn)，因此，提取了球閥啟閉過程的流量系數(shù)和阻力系數(shù)進行對比分析。
不同開啟工況球閥流量系數(shù)變化規(guī)律
圖3所示為不同開啟工況球閥流量系數(shù)變化規(guī)律。從圖中可以發(fā)現(xiàn)，瞬態(tài)數(shù)值模擬結果與實驗結果也基本吻合，說明了數(shù)值模擬的精確性。隨著閥門開度的增加，流量系數(shù)都呈類指數(shù)增加，說明隨著球閥開啟速度的變化，其瞬態(tài)流量系數(shù)曲線的變化趨勢沒有發(fā)生變化。但是通過對比不同工況還是可以發(fā)現(xiàn)，流量系數(shù)值在開度50%以前基本相同，在開度50%后出現(xiàn)差異。因此，為了準確分析流量系數(shù)曲線的差異性，對穩(wěn)態(tài)和不同開啟速度下球閥數(shù)值模擬的流量系數(shù)值取對數(shù)，得到了不同開啟速度下球閥流量系數(shù)值的對數(shù)曲線。
不同啟閉工況球閥阻力系數(shù)變化規(guī)律
圖4所示為啟閉過程阻力系數(shù)的數(shù)值計算和實驗結果。由圖可知，數(shù)值計算結果基本處于實驗的數(shù)據(jù)帶中，說明了數(shù)值計算過程的準確性。由前文所述，在閥門開啟過程和關閉過程，其上下游壓力及流經閥門的流量都存在較大差別，因此可以發(fā)現(xiàn)閥門的阻力系數(shù)在開啟過程和關閉過程不同。開啟過程的阻力系數(shù)遠高于關閉過程，特別是閥門的啟閉時間較短時。隨著啟閉時間的延長，開啟過程阻力系數(shù)逐漸降低，而關閉過程中阻力系數(shù)逐漸增大，兩者差別逐漸減小。當啟閉時間無限大時（穩(wěn)態(tài)工況），啟閉過程的阻力系數(shù)則會重合。
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