4．2  计算模型网格划分27

4．3  边界条件与相关参数的设定29

4．3．1  流体介质参数设定29

4．3．2  湍流模型设定29

4．3．3  边界条件的设定29

4．4  计算收敛性分析30

4．5  本章小结31

5  高压差调节阀内部流场仿真实验结果分析32

5。1  流动参数分析32

5。1。1  不同入口压力分析32

5。1。2  不同出口压力分析36

5。1。3  不同开度分析39

5。2  结构参数分析42

5。2。1  不同形状窗口分析42

5。2。2  不同数量正方形窗口的分析46

5。3  本章小结49

6  结论与展望51

6。1  结论51

6。2  展望52

参考文献

致谢 

1  绪论

1。1 课题介绍

调节阀与介质设备直接接触，当处于高温，高压差，高压，低温，容易结晶，腐蚀性强，粘度高，闪蒸，气蚀等恶劣条件下，选用调节阀显得很重要

在现代工业的实际生产中，面临高温，高压等特殊条件越来越多，而且对于高压高温调节阀阀提出了更高的要求。高压差压调节阀在使用中的主要问题不是压力大，而是压力差特别大，阀芯，阀座有严重的侵蚀，气蚀，导致阀门寿命非常短。为了有效防止腐蚀，气蚀，延长阀门的使用寿命，通常采用两种选择：一种是使用硬质合金零件，提高装饰件的硬度，增强抵抗侵蚀，气蚀的能力，但是缺点为生产成本昂贵;第二个方案是采用多级降压原理，将高压差分为多重小压力，通过一步一步实现的目的。比较两个方案，第二个制造生产成本计划较低，效果更好，更可行。

1。2 课题研究的意义

随着工业的快速发展，高压和小流量条件在石油，化工，冶金，电力等工业生产中的应用越来越普遍，从安全生产的角度来看，控制组件的执行元件---调节阀的有效性和可靠性尤其重要。

目前，国内独立开发的控制阀容量薄弱。 国内工业过程自动化仪器行业和国外先进水平相比，技术水平差距约15年，工艺设备和检测管理手段这相差更多。 在过去十年中，控制阀具有自主开发能力，产品质量和水平均有显着提高，但仍有很多问题[1-2]:国产调节阀产品主要集中在中低端市场,这些产品供过于求;然而对于高端调节阀的研发水平不高,大型成套工程配套所需的关键品种短缺。目前在高参数多级降压调节类阀门领域，只限于原理介绍与定性验证分析［3-4］，对于理论方面的研究极少。特别是国内研究发展较晚，长期使用模仿进口产品的方法，并没有成熟的设计方法遵循标准。

目前主要遇到的问题有许多，比如：气蚀、闪蒸、固体粒子磨损。

由于问题的复杂性，不能用作分析解决方案，而且由于成本高昂，无法进行实验确定，然而使用流体分析方法不仅成本低，还可以模拟更复杂或理想的过程等。使用CFX软件的某些评估的使用可以扩大实验研究的范围，降低昂贵的实验工作量的成本。在给定参数下用计算机对现象进行数值模拟等效于进行数值实验。

最大的问题是国内外还未关于多级降压控制阀的计算公式。因此，需要设计一个数字模拟设计的组合，用于高压差，小流量的控制阀，结合软件进行流量分析，以验证设计的准确性。

1。3 调节阀的降压原理、结构特点及设计流程

高压差，小流量阀容易发生气蚀和振动，主要失效模式为：阀杆破损，装配件严重，密封面发生故障，连接断开，导致控制阀无法控制或故障。特殊工况下，调节阀除满足准确调节性能外，适当的材料可以提高零件的表面抗腐蚀能力，合理的结构设计来平衡压力，从而减少介质对阀门部件上的气蚀和侵蚀。提高阀门的使用寿命，故多采用多级降压结构。