计量阀门的内部流动特性研究,  花都出租云梯车, 花都租赁云梯车, 花都云梯车多少钱   能量损失通过分析,计量阀门内部的能量损失能够直观地展现出由于回流引起的能量损失分布，本文采用熵产生率来分析计量阀门内部的能量损失，该方法可用于计量阀门内部流道的优化设计。使用熵产生率的优点是能够准确地表达确切位置的能量损失分布，其中，特定熵产生率可表示为：1u，2u和3u代表时间平均速度分量；'1u，'2u和'3u代表速度波动分量；t为湍流粘度；eff为介质的有效粘度，对于有限雷诺数，可转化为：为特征频率；k为湍流模型中的湍流波动动能。由于时均运动、速度波动和湍流流动引起的熵产生率DS、'DS和DS可分别表示为：不同平面的熵产生率分布云图，可以得到以下结论：

   （1）当流体流经套筒调节阀和旋进旋涡流量计时，伴随着大量的能量损失，当流体撞击壁面产生回流，促使壁面附近的能量损失增大，且能量损失主要集中在套筒调节阀的阀芯出口附近和旋进旋涡流量计起旋器上游附近。

   （2）随着阀门开度的增加，套筒调节阀和计量阀门内部的能量损失都明显降低。计量阀门是在套筒调节阀的基础上增加了旋进旋涡流量计，由于套筒调节阀和旋进旋涡流量计之间的相互作用，计量阀门内部能量损失不能简单地认为是套筒调节阀能量损失和旋进旋涡流量计能量损失的叠加。

   （3）在阀门开度为10%的情况下，计量阀门Ⅰ阀门位置的能量损失和套筒调节阀内部的能量损失分布比较类似，但是计量阀门Ⅰ流量计位置的能量损失相比于旋进旋涡流量计的能量损失有所增加，其主要原因是：在小的过流断面下，阀芯出口处的速度较高，当套筒调节阀安装在旋进旋涡流量计上游时，从套筒调节阀流出的高速流体会冲击旋进旋涡流量计的起旋器，从而导致计量阀门Ⅰ流量计内部的能量损失增加。

    （4）将套筒调节阀和旋进旋涡流量计的安装位置交换后，计量阀门Ⅱ的能量损失分布表现出了明显的差异，计量阀门Ⅱ内部流量计处的能量损失明显低于旋进旋涡流量计内部的能量损失，并且计量阀门Ⅱ阀门节流窗口附近的能量损失相比于套筒调节阀节流窗口附近的能量损失也有所降低，其主要原因是：套筒调节阀安装在旋进旋涡流量计下游，套筒调节阀对流体形成了阻塞作用，导致套筒调节阀前的流体被压缩，且流动缓慢，影响了旋进旋涡流量计内部流场的发展，这也是在阀门小开度的情况下，套筒调节阀安装在旋进旋涡流量计下游时计量阀门Ⅱ监测位置处压力脉动频率低，但是误差较小的主要原因。

   （5）当阀门开度不断增加时，套筒调节阀和旋进旋涡流量计之间的相互作用不断减小，套筒调节阀对旋进旋涡流量计的主要影响是:当套筒调节阀安装在旋进旋涡流量计上游时，流出阀门的流体的速度高，流动状态不稳定性，从而增加了下游旋进旋涡流量计的能量损失；当套筒调节阀安装在旋进旋涡流量计下游时，套筒调节阀的节流作用影响了旋进旋涡流量计内部流动的充分发展，造成了流动缓慢。旋进旋涡流量计对套筒调节阀的主要影响是：当套筒调节阀安装在旋进旋涡流量计下游时，流出旋进旋涡流量计的流体增加了套筒调节阀前流体的扰动，并在一定程度上增加了套筒调节阀阀芯上游的能量损失。

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    不同平面的压力分布云图，（1）对于套筒调节阀来说，在进口速度一定的条件下，在阀门小开度时流体介质流经套筒调节阀时的过流断面较小，套筒调节阀的阀前压力要比大开度情况下的高，从而套筒调节阀的上游出现了流体被压缩的现象。随着阀门开度的增加，套筒调节阀上下游的压差不断降低。

   （2）从计量阀门的压力分布看，套筒调节阀对旋进旋涡流量计内部压力分布的影响比较显著。当旋进旋涡流量计单独安装在管道中时，旋进旋涡流量计入口端压力高于其他位置的压力，主要是由于旋进旋涡流量计起旋器的阻塞作用。但是当旋进旋涡流量计应用到计量阀门中后，计量阀门Ⅱ流量计处的压力分布明显高于单独旋进旋涡流量计内部的压力，当压力足够高时，流体将会被压缩。此外，旋进旋涡流量计还起到了阻流减压的作用，能够降低旋进旋涡流量计后套筒调节阀阀芯处的压力。计量阀门Ⅰ流量计内部的压力分布与旋进旋涡流量计的压力分布相似，但是套筒调节阀阀芯处的压力升高了，主要原因是：旋进旋涡流量计的阻流作用导致了流量计进口压力增高，也就相当于套筒调节阀出口处的压力增高了，对于套筒调节阀来说，在相同开度和进口速度的条件下，出口处压力越高也就导致了阀门进口端的压力升高，计量阀门Ⅰ阀芯处的压力会比单独套筒调节阀阀芯处的压力高。可以看出：

   （1）在阀门开度为10%进口速度为4m/s的情况下，在套筒调节阀阀芯出口处形成射流，且速度已经超过了0.3倍的马赫数(马赫数被认为是流体介质是否存在可压缩的一个重要无量纲参数，是流场中某点速度与该点的当地声速的比值)，对于更高的进口速度，套筒调节阀阀芯内部的速度将会更高，这就是我们在数值模拟过程中的流体介质选择理想气体的主要原因。随着阀门开度的增加，高速射流现象逐渐消失。

   （2）结合的压力分布图，在相同的进口速度下，流动截面积越小，前后的压差也就越大，其内部速度也就越高，对于套筒调节阀来说，阀芯椭圆形窗口的流动截面积最小，高压差主要为阀芯的进出口位置，所以在这个位置也就形成了高速流动区。

  （3）速度分布同压力分布不同，单位时间内通过该截面的流体流量是相同的，计量阀门内部的阀门或流量计的速度分布与单独套筒调节阀或旋进旋涡流量计的差别较小。但并非是没有差别，比如在阀门开度为10%的情况下，套筒调节阀安装在旋进旋涡流量计的下游，会使阀门前端形成高压区且流动缓慢，这时候计量阀门的流量计内部速度明显低于旋进旋涡流量计内部的速度，又因为进口边界条件为质量流量进口，在相同的质量流量进口条件下，计量阀门Ⅱ流量计内部的流体介质密度比计量阀门Ⅰ的要高。

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