大型输水工程中大口径蝶阀流量计算-ag亚博网站

之前介绍自力式压力调节阀在化工行业应用，现在介绍大型输水工程中大口径蝶阀流量计算对于大型输水工程中的蝶阀来说，其主要特点在于口径大、流量大。为降低输水过程中的能量损耗，提高输水效率，必须设法降低蝶阀的压力损失，提高流量系数。
　　　　1 大型输水工程中大口径蝶阀流量计算计算模型
　　　　1.1 几何建模
　　　　首先采用solidworks软件对蝶板进行了三维造型（见图1）。蝶板底部直径为3.4m。蝶板上部设计为拱形结构，拱形内部设计有若干格栅以提高水的过流面积。拱形两侧各有一个凸台用于安装蝶板的转轴。
　
图1 原型蝶板的三维造型
　　　　初步分析认为，拱形两侧的凸台可能会引起流动的紊乱，因此将其改造成流线型，其三维造型见图2。图2 改进型蝶板的三维造型

　　　　1.2　大型输水工程中大口径蝶阀流量计算计算建模
　　　　上海申弘阀门有限公司主营阀门有：ag亚博网站-ag亚博国际,电动截止阀计算模型采用三维n-s方程及标准k-ε湍流模型。其主控制方程为：
　　　　式（1）中，q为守恒变矢量；f，g，h分别为3个坐标方向的通量，分别表示为式（2）~式（5）：
　　　 大口径法兰蝶阀本阀采用中心对称结构，大口径蝶阀的蝶板安装于管道的直径方向。在蝶阀阀体圆柱形通道内，圆盘形蝶板绕着轴线旋转，旋转角度为0°-90°之间，旋转到90°时，阀门全开状态。大口径管网中普遍使用的蝶阀常会出现开关不严的问题，本文从其闸板和密封胶圈等存在的问题、阀门操作中的水力学原因等方面进行分析，提出严格选闸验闸保证阀门质量、在大口径蝶阀旁侧加装旁通闸、制定定期推试闸制度加强阀门维护管理等减少大口径阀门漏水的措施。
大口径蝶阀，对夹式蝶阀结构简单、体积小、重量轻，只由少数几个零件组成。而且只需旋转90°即可快速启闭，操作简单，同时该阀门具有良好的流体控制特性。蝶阀处于完全开启位置时，蝶板厚度是介质流经阀体时的阻力，因此通过该阀门所产生的压力降很小，故具有较好的流量控制特性。蝶阀有弹密封和金属的密封两种密封型式。弹性密封阀门，密封圈可以镶嵌在阀体上或附在蝶板周边。
如果要求蝶阀作为流量控制使用，主要的是正确选择阀门的尺寸和类型。蝶阀的结构原理尤其适合制作大口径阀门。蝶阀不仅在石油、煤气、化工、水处理等一般工业上得到广泛应用，而且还应用于热电站的冷却水系统。

图3 阀门开启过程流态变化
　　　　计算也给出了改进前后两种蝶板在水平（即全开）状态下的绕流流线图和压力云图（见图4、图5，第3页图6、图7）。从流线图可以看出，原型阀门蝶板附近的流动比较紊乱，而改进后的流动则较为光顺。反映到压力上，从压力云图可以看出，改进前后的压力梯度具有明显不同。原型蝶板在两侧凸台和外侧筋板上有明显的压力集中，容易造成结构损坏，而改进后蝶板的压力分布则较为均匀。
　　　　从计算结果看，改进后的蝶板具有“大流量系数、小压力损失”的明显优点。
　　　　更具有工程实际意义的数据是流量系数和压力损失系数，本文的计算也分别给出了改进前后的相关结果（见表1）。
表1 蝶板改进前后的压力系数和流量系数
　
　　　　从表1的计算结果可以看出，改进后蝶板的阻力降低约30%，压差降低9%，压力损失系数降低约9%，而流量系数则增加了5%。
　　　　3 大型输水工程中大口径蝶阀流量计算经济性分析
　　　　该蝶阀阀板采用铸造工艺成型。改进后材料费增加约5%，加工工艺没有太大的变化，总的制造成本略有增加。但改进后的阀门因具有流线形的两侧凸台，其结合部位的应力集中情况得到很大改善，在大载荷工况下不易发生破坏，使得阀门故障率明显降低，寿命则明显延长；而且降低了输水过程中的能量损耗，提高了工作效率。相比较而言，制造成本的增加完全可以忽略不计。与本文相关的论文：自力式煤气调压阀组