机械工程学报

作者：刘银水, 丁爽爽, 马玉山, 吴新宇, 韩明兴, 崔岩

单位：1. 华中科技大学机械科学与工程学院 武汉 430074;2. 兰州理工大学能源与动力工程学院 兰州 730050;3. 六盘山实验室 银川 750002;4. 华中农业大学工学院 武汉 430070

关键词：蚁穴式节流元件,空化汽蚀,减压控速,流场仿真计算；

基金：国家重点研发计划资助项目(2018YFB2004001)。

针对高压大流量条件下控制阀节流元件减压控速不平稳、空化气蚀严重等问题，提出一种新型空间蚁穴式节流元件。基于计算流体动力学(Computational fluid dynamics，CFD)仿真分析，详细对比研究节流元件级间压力、速度及气体体积分数在不同降压级数、不同压力等级下的变化规律，获得不同降压级数的临界空化压力值，与常规迷宫式节流元件的流场特征进行对比。搭建试验系统测得不同降压级数节流元件在不同阀口压降条件下的级间压力和流量并与仿真结果对比。结果表明，相比迷宫式节流结构，蚁穴式节流元件减压控速更平稳，具有更好的线性度。蚁穴式节流元件空化主要发生在最后一级，阀口压降与降压级数之间呈线性关系。基于所获得的阀口压降与降压级数之间的线性关系表达式，可为设计最佳的降压等级与降压级数组合提供理论指导，避免空化气蚀的发生，提高控制阀的使用寿命。试验测得数据与仿真数据一致性较好，验证了仿真模型的准确性。

来源：2024年第16期

《机械工程学报》期刊编辑部

查看机械工程学报杂志2024年第16期