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套筒閥作為工業(yè)管路控制系統(tǒng)中重要的組成部件,其調(diào)節(jié)性能的好壞直接影響整個(gè)管路系統(tǒng)的控制效果。在實(shí)際工作中,套筒閥流動(dòng)特性和閥芯-閥桿系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性將對(duì)閥的性能產(chǎn)生重要影響。因此,結(jié)合流體動(dòng)力學(xué)理論,分析流體介質(zhì)在套筒閥內(nèi)的流動(dòng)規(guī)律,對(duì)認(rèn)識(shí)套筒閥流場(chǎng)特性和閥芯-閥桿動(dòng)態(tài)特性具有重要的理論意義和工程實(shí)用價(jià)值。

本文以M221EY-100P16型套筒閥作為研究對(duì)象,對(duì)其內(nèi)流場(chǎng)及閥芯-閥桿系統(tǒng)進(jìn)行以下研究:

(1)建立了套筒閥在流開和流閉狀態(tài)下的計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)模型,對(duì)不同開度下的套筒閥流場(chǎng)開展三維數(shù)值模擬工作。分析了不同流向?qū)α髁刻匦院土鲃?dòng)特性的影響,以及不同開度下閥內(nèi)壓力、速度和流線分布規(guī)律,解釋了流體漩渦形成的原因、位置及其對(duì)流場(chǎng)壓力和壓力損失產(chǎn)生的影響。

(2)建立了套筒閥的流場(chǎng)-閥芯-閥桿系統(tǒng)的流固耦合模型,對(duì)閥芯-閥桿系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)特性分析。得到了閥芯在不同開度下所受液動(dòng)力的變化規(guī)律,以及流體流動(dòng)的耦合作用對(duì)閥芯-閥桿系統(tǒng)固有特性的影響,并對(duì)其動(dòng)力響應(yīng)情況進(jìn)行探討,分析閥芯-閥桿系統(tǒng)在不同頻率的載荷作用下的響應(yīng)結(jié)果。

(3)基于VBA平臺(tái)開發(fā)一款軟件,用于完成控制閥選型過程中的選型計(jì)算工作,有效地幫助閥門廠商縮短選型周期,提高生產(chǎn)效率。