調節閥介質(zhì)流向對不平衡力的影響

　　以快速更換式單座調節閥為例，利用Solidworks軟件對調節閥內部流場(chǎng)進(jìn)行三維實(shí)體建模，用CFX 軟件對流場(chǎng)進(jìn)行流體動(dòng)力學(xué)分析，得到各開(kāi)度下不平衡力的可視化結果。用等效閥瓣截面積的變化表示不同開(kāi)度下壓力的變化，用五階泰勒展開(kāi)式表示等效截面積與行程h 的關(guān)系。結果表明，流開(kāi)型調節閥不平衡力較大，沖刷作用區域較寬，但不平衡力作用方向始終為正，并且比流關(guān)型調節閥穩定。因此，一般直通單座調節閥設計成流開(kāi)型。

1、概述

　　調節閥是過(guò)程控制中的重要組件，隨著(zhù)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，已被廣泛地應用于冶金、電力、石油和化工等工業(yè)部門(mén)中，控制設備的正常使用與調節閥的穩定性及使用壽命密切相關(guān)。為了使調節閥能長(cháng)時(shí)間穩定工作，不僅要研究調節閥內部流場(chǎng)，同時(shí)也需要對執行機構進(jìn)行研究。在調節閥工程設計中，執行機構在閥全關(guān)時(shí)輸出推力應滿(mǎn)足1.1( 不平衡力+ 閥座壓緊力) 。其中，閥座壓緊力與調節閥類(lèi)型相關(guān)，受其他條件影響小，因此執行機構的選擇主要受調節閥不平衡力的影響。

2、結構性能

　　調節閥介質(zhì)流向分為底進(jìn)側出( 流開(kāi)型) 和側進(jìn)底出( 流關(guān)型) ( 圖1) 。介質(zhì)流動(dòng)方向的改變，一方面會(huì )引起調節閥前后壓力和方向改變，使不平衡力作用方向或大小發(fā)生改變，另一方面會(huì )使介質(zhì)對閥瓣的繞流方向發(fā)生改變，從而改變流體阻力，使作用在閥瓣上的不平衡力發(fā)生改變。這些變化會(huì )對調節閥執行機構的選擇產(chǎn)生影響，從而影響調節閥的穩定性及使用壽命。因此，介質(zhì)流向的選擇對調節閥的選型設計和穩定性有著(zhù)極為重要的意義。

6、結語(yǔ)

　　(1) 從調節閥所受不平衡力的大小和閥瓣所受沖刷作用點(diǎn)分析，流關(guān)型調節閥不平衡力小，閥瓣受沖刷影響小，可以提高調節閥的使用壽命。

　　(2) 從調節閥所受不平衡力的方向和穩定性分析，流開(kāi)型調節閥不平衡力方向始終為正方向，且不平衡力穩定，而流關(guān)型調節閥不平衡力方向有時(shí)為正方向，有時(shí)為負方向，且不平衡力在有些開(kāi)度下是波動(dòng)的。

　　(3) 流關(guān)型調節閥不平衡力的方向變化對執行機構的選型帶來(lái)極大影響，這種流向的調節閥無(wú)法應用于氣動(dòng)薄膜執行機構，而且不平衡力的波動(dòng)極大影響了調節閥的穩定性及使用壽命，因此，一般直行程單座調節閥設計成流開(kāi)型。