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      減壓閥流動特性研究進(jìn)展*

      2015-01-13 06:13:24顏孫挺陳立龍金志江
      化工機(jī)械 2015年6期
      關(guān)鍵詞:減壓閥閥門流動

      魏 琳 張 明 顏孫挺 費(fèi) 揚(yáng) 陳立龍 金志江

      (1.浙江大學(xué)化工機(jī)械研究所;2.杭州華惠閥門有限公司)

      減溫減壓裝置由減壓系統(tǒng)、減溫系統(tǒng)、安全保護(hù)裝置和熱力調(diào)節(jié)儀表組成[1],通過對電站鍋爐、工業(yè)鍋爐及熱電廠供熱機(jī)組的抽、排氣口等輸送一次過熱蒸汽來進(jìn)行減溫減壓,使二次蒸汽的壓力和溫度滿足用戶要求[2],從而保證系統(tǒng)設(shè)備正常運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)廢熱利用。鍋爐和汽輪機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用促進(jìn)了減溫減壓裝置的發(fā)展,尤其在20世紀(jì)50年代以后,隨著控制技術(shù)、液壓技術(shù)、加工制造技術(shù)和材料科學(xué)的迅速發(fā)展,減溫減壓裝置產(chǎn)品種類也進(jìn)一步增加,應(yīng)用越來越廣泛,在工業(yè)領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用[3]。

      隨著我國大型煤化工、大容量發(fā)電機(jī)組、百萬噸級乙烯工程、新能源工程及航空母艦等國家重點(diǎn)工程的建設(shè)和發(fā)展,企業(yè)對減溫減壓裝置的需求不斷擴(kuò)大,對大流量、高減壓比、快速調(diào)節(jié)及低噪聲等特性的要求越來越高。傳統(tǒng)減溫減壓裝置的結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度已不能滿足復(fù)雜工況的要求,尤其在高溫高壓、流量變化范圍大和減溫減壓幅度大的情況下,存在安全可靠性差、噪音高、壽命短、工作效率低、結(jié)構(gòu)復(fù)雜及成本高等缺點(diǎn)[4]。

      目前,高參數(shù)減壓閥的設(shè)計(jì)主要為經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)和引進(jìn)國外技術(shù),對高參數(shù)減壓機(jī)理、內(nèi)部流動和結(jié)構(gòu)優(yōu)化的研究和自主設(shè)計(jì)較少;同時,高參數(shù)減壓閥內(nèi)流動復(fù)雜,湍流強(qiáng)度大,導(dǎo)致噪聲和振動的原因較多,為設(shè)計(jì)提出更嚴(yán)格的要求。針對現(xiàn)有問題,研究學(xué)者們對減壓閥流動特性和氣動噪聲特性進(jìn)行了研究,分析減壓機(jī)理、大范圍流量調(diào)節(jié)性能、噪聲影響因素及高溫高壓強(qiáng)度性能等。在此,筆者對國內(nèi)外已有的高參數(shù)減壓閥結(jié)構(gòu)和相關(guān)研究進(jìn)行總結(jié),為高參數(shù)減壓閥開展進(jìn)一步研究提供理論依據(jù),對促進(jìn)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新性的改進(jìn)和完善,推動我國減溫減壓技術(shù)與裝置的科技進(jìn)步,打破國外技術(shù)封鎖和產(chǎn)品壟斷具有重要的科學(xué)意義和工程價值。

      1 減壓閥結(jié)構(gòu)類型

      1.1減壓閥分類及其基本原理

      減壓閥按照動作原理可以分為直接作用式和間接作用式兩類。

      直接作用式減壓閥利用介質(zhì)本身的能量來控制所需壓力;間接作用式減壓閥利用外界動力,如氣壓、液壓或電氣等來控制所需壓力。前者結(jié)構(gòu)簡單,后者精度較高[4]。

      直接作用式減壓閥按照結(jié)構(gòu)形式可分為活塞式減壓閥、薄膜式減壓閥和波紋管式減壓閥。

      活塞式減壓閥[5](圖1)通過活塞來平衡壓力,帶動閥瓣運(yùn)動實(shí)現(xiàn)減壓。其體積小、便于調(diào)節(jié)、使用范圍較廣,適用于空氣、水及蒸汽等介質(zhì),尤其適用于介質(zhì)溫度較高的情況。但其靈敏度較薄膜式減壓閥低,制造工藝要求高。

      圖1 活塞式減壓閥

      薄膜式減壓閥[6](圖2)采用薄膜作為敏感元件,直接傳感下游壓力變化帶動閥瓣運(yùn)動。其敏感度較高,但薄膜易損壞,且使用溫度受限,常應(yīng)用在水及空氣等溫度與壓力不高的場合。

      圖2 膜片直接作用式減壓閥

      波紋管式減壓閥[7](圖3)不存在活塞摩擦力,利用波紋管傳感閥門出口壓力,驅(qū)動閥瓣改變并控制閥門開度,最終實(shí)現(xiàn)減壓穩(wěn)壓功能。其敏感度較高,與薄膜式減壓閥相比不易損壞,且行程較大,但制造工藝復(fù)雜、成本高。

      圖3 波紋管式減壓閥

      間接作用式減壓閥一般用于對高壓蒸汽壓力的控制。由于不需要介質(zhì)本身來控制壓力,因此間接作用式減壓閥結(jié)構(gòu)簡單,主要包括閥體、閥桿、閥瓣及閥座等,其控制依賴于執(zhí)行機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要有電動、液動、氣動和聯(lián)動4種驅(qū)動方式,其中聯(lián)動為電動、液動和氣動的組合驅(qū)動。

      電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)將調(diào)節(jié)器的電信號(0~10mA或4~20mA)轉(zhuǎn)換為位移輸出信號,操縱閥門,實(shí)現(xiàn)自動調(diào)節(jié)。其特點(diǎn)是動力源廣、操作迅速且容易滿足各種控制要求。

      液動執(zhí)行機(jī)構(gòu)是以高壓液體為能源的執(zhí)行機(jī)構(gòu),其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、多用于功率較大的場合,但其動作緩慢、體積大、不適用于快速控制和集中控制。

      氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)調(diào)節(jié)器輸出的氣壓信號(20~100kPa)產(chǎn)生相應(yīng)的推力,使推桿產(chǎn)生相應(yīng)位移[8],進(jìn)而推動閥門閥桿進(jìn)行調(diào)節(jié)。氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)是將信號壓力轉(zhuǎn)換為閥桿位移的裝置,其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、動作可靠、性能穩(wěn)定及本質(zhì)防爆等。

      減壓閥按公稱壓力(PN)分類,可分為真空減壓閥(工作壓力低于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓)、低壓減壓閥(PN≤1.6MPa)、中壓減壓閥(PN在2.5~6.4MPa之間)、高壓減壓閥(PN在10.0~80.0MPa之間)和超高壓減壓閥(PN≥100.0MPa)。

      按介質(zhì)工作溫度(T)分類,可分為高溫減壓閥(T>450℃)、中溫減壓閥(120℃

      1.2高參數(shù)減壓閥結(jié)構(gòu)類型

      為滿足極端工況對大流量、高減壓比、快速調(diào)節(jié)和低噪聲的要求,高參數(shù)減壓閥應(yīng)運(yùn)而生。目前國外采用的高溫高壓蒸汽高參數(shù)減壓閥多為帶孔板或打孔套筒的柱塞式減壓閥。

      大多數(shù)緊湊型工廠需要具有直接噴水結(jié)構(gòu)的蒸汽減溫減壓裝置來滿足節(jié)省空間的要求。簡潔、堅(jiān)固耐用的小流量三法蘭減壓閥[9](圖4a)適用于流量較小或壓力較低的情況,打孔套筒可以減少蒸汽對閥體的沖擊并降低噪聲。角式緊湊型減壓閥(圖4b)適用于中壓條件,閥體鑄造,焊接式連接,帶有1~4級降壓附加固定節(jié)流裝置。在高溫高壓工況下,考慮到直接噴入減溫水對材料負(fù)荷影響較大,在結(jié)構(gòu)不連續(xù)處會產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中,因此可采用分體式減溫減壓裝置(圖4c),其特點(diǎn)是可以將減溫和減壓過程分開(先減壓后減溫),在降壓末端布置可調(diào)式噴嘴結(jié)構(gòu)進(jìn)行減溫。

      文獻(xiàn)[10]提出的減壓閥使用了一種稱為Whisperjet的結(jié)構(gòu),每個Whisperjet截面的周圍都有4或6個孔口,孔口向內(nèi)排放,這樣流體蒸汽就能相互碰撞、降低壓力,而不會碰撞閥門或截面本身。對于減壓較大的情況,將若干個Whisperjet組合,減小各截面的壓降,從而可以有效避免產(chǎn)生聲速流動。該結(jié)構(gòu)減壓閥具有壓降高(壓力等級最高可達(dá)ASME 4500)、無零件侵蝕、降壓級數(shù)靈活、噪音低、部件磨損輕微、壽命長及可靠性高等特點(diǎn)。

      a. 小流量三法蘭減壓閥

      b. 角式緊湊型減壓閥

      c. 分體式減溫減壓裝置

      國內(nèi)減壓閥主要適用于低溫低壓工況,而高參數(shù)減壓閥主要結(jié)構(gòu)有角式單柱塞減壓閥及籠罩式閥芯減壓閥等。

      角式單柱塞減壓閥(圖5)主要應(yīng)用于工作壓力不小于10MPa、工作溫度不小于540℃的場合。其主要特點(diǎn)為:采用液壓或氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu),啟閉時間可達(dá)到3~5s;采用先減壓后減溫的分體結(jié)構(gòu),避免材料的交變應(yīng)力,提高安全可靠性;采用單座柱塞和孔板消音的減壓結(jié)構(gòu)形式,噪聲低,可調(diào)范圍大;閥體采用鍛焊結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)壽命達(dá)30a以上;采用大直徑閥桿,閥桿與閥瓣一體,強(qiáng)度高,抗震性強(qiáng)。

      圖5 角式單柱塞高參數(shù)減壓閥

      籠罩式閥芯減壓閥的閥芯與圖4a中的閥芯相同,由帶有節(jié)流孔的閥瓣和閥籠組成,蒸汽壓力和流量由控制套筒內(nèi)的閥瓣位置來決定?;\罩式閥芯減壓閥適用于流量和壓力較低的情況,具有噪音小及精度高等優(yōu)點(diǎn)。

      2 減壓閥研究方法

      對減壓閥的研究主要有試驗(yàn)及模擬分析等方法,其中模擬分析又包括理論模型模擬和數(shù)值模擬。

      2.1試驗(yàn)方法

      試驗(yàn)方法可以提供有效可靠的數(shù)據(jù),通過測量流量及出入口壓力等分析減壓閥的流量特性、啟閉特性和壓力損失[11,12]。試驗(yàn)又分為靜態(tài)試驗(yàn)和動態(tài)試驗(yàn):靜態(tài)試驗(yàn)可以綜合考驗(yàn)閥門的活動靈敏性、密封性和設(shè)計(jì)的合理性;動態(tài)試驗(yàn)是檢驗(yàn)氣體減壓閥工作穩(wěn)定性的重要環(huán)節(jié)[13]。通過試驗(yàn)還可以測量噪聲和振動數(shù)據(jù)[14]。

      Fester V G等為研究壓力損失系數(shù)和雷諾數(shù)之間的關(guān)系進(jìn)行了大量試驗(yàn),結(jié)果表明,閥直徑對損失系數(shù)有一定影響,幾何和動力相似性對閥門是不成立的,因此閥門試驗(yàn)必須采用實(shí)際比例結(jié)構(gòu)的閥門來進(jìn)行,以保證結(jié)果的準(zhǔn)確性[15]。

      試驗(yàn)數(shù)據(jù)直觀可靠,是減壓閥設(shè)計(jì)與開發(fā)必不可少的步驟之一,然而試驗(yàn)成本較高,在復(fù)雜工況下,如高溫高壓氣體減壓過程,試驗(yàn)難度較大,且優(yōu)化設(shè)計(jì)過程需要大量重復(fù)性試驗(yàn),降低了產(chǎn)品設(shè)計(jì)速度。

      2.2模擬分析

      2.2.1理論模型模擬

      理論模型大部分為簡化的一維模型,通過描述閥芯位移與流量、壓力的關(guān)系,研究閥門管路網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)行為。網(wǎng)絡(luò)動力學(xué)由微分代數(shù)方程或瞬態(tài)偏微分方程來描述。偏微分方程的求解較為復(fù)雜,魯棒性差,因此應(yīng)盡量使用簡單模型。

      (1)

      (2)

      式中Cv——排放容量,m2.5/s;

      hin、hout、hset——入口、出口和設(shè)定壓頭,m;

      q——體積流量;

      x——閥芯距關(guān)閉位置的位移;

      αopen、αclose——開啟和關(guān)閉系數(shù),由試驗(yàn)測得。

      Ulanicki B等將文獻(xiàn)[16]的現(xiàn)象模型應(yīng)用于水力控制器的流動調(diào)整過程[18]。Shin C H等引入一維可壓縮流動理論,建立了減壓控制閥系統(tǒng)的不可逆絕熱流動模型,闡述了瞬態(tài)壓降和其他與流體動態(tài)特性相關(guān)的因素之間的關(guān)系[19]。利用Flow-Master II軟件,采用試錯法求解連續(xù)性方程、動量方程、能量方程和理想氣體狀態(tài)方程。Wang X H等通過建立液壓比例調(diào)節(jié)閥閥芯的受力平衡方程,其中閥芯由比例電磁鐵推動,分析得到閥芯位移與線圈電流的關(guān)系式,表明閥芯位移和輸入電流呈線性關(guān)系[20]。

      理論模型建立過程中需對流動或者結(jié)構(gòu)的影響進(jìn)行假設(shè),其計(jì)算較為簡單方便,可以用于求解規(guī)律性的問題和流場變化趨勢。但其也有許多不足之處,如解析法無法應(yīng)用于變化復(fù)雜的、非線性流動問題,對復(fù)雜方程的求解較為困難。

      2.2.2數(shù)值模擬

      數(shù)值模擬方法可以觀察內(nèi)部流動或應(yīng)力場分布,相對試驗(yàn)方法,其成本較低。對于高溫高壓等復(fù)雜工況,可采用數(shù)值模擬方法來進(jìn)行分析。

      計(jì)算流體動力學(xué)(Computational Fluid Dynamics,CFD)的基本思想是利用有限離散點(diǎn)上變量值的集合來代替空間域上連續(xù)的物理場,如速度場和壓力場;然后,按照一定方式建立這些離散點(diǎn)上變量之間關(guān)系的代數(shù)方程組,通過求解代數(shù)方程組獲得場變量的近似值[21]。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展,CFD的應(yīng)用已經(jīng)從摸索階段發(fā)展到廣泛應(yīng)用于研究流體內(nèi)部流動情況,如空化現(xiàn)象、液動力特性、流量特性及動態(tài)特性等,其結(jié)果的可靠性也已經(jīng)得到驗(yàn)證[22,23]。

      3 減壓閥流動特性研究現(xiàn)狀

      3.1流動特性

      3.1.1空化效應(yīng)

      對于介質(zhì)為液體的減壓閥,當(dāng)閥內(nèi)局部壓力降至臨界壓力時,水中氣核成長為氣泡,即為空化效應(yīng)。氣泡潰滅對結(jié)構(gòu)形成侵蝕,并誘發(fā)振動與噪聲,其作用不可忽視。

      單相流數(shù)值分析中,可通過觀察流體壓力是否低于飽和蒸汽壓力判斷是否發(fā)生空化[24]。而在文獻(xiàn)[25,26]的數(shù)值研究中,閥內(nèi)介質(zhì)為水和蒸汽兩相,可直觀地通過模擬結(jié)果中相分布云圖(圖6)判斷是否產(chǎn)生空化,結(jié)果表明隨著出口壓力增加,水蒸氣氣相體積分?jǐn)?shù)減小。

      為減少空化的產(chǎn)生,An Y J等對傳統(tǒng)帶有楔形套筒的減壓閥進(jìn)行優(yōu)化,提出相同工況下多孔套筒減壓閥內(nèi)流體壓力的最低值高于傳統(tǒng)閥門[27]。即可以通過增加多孔結(jié)構(gòu)減少空化的產(chǎn)生,從而增加閥門的使用壽命。

      a. 出口壓力0.1MPa b. 出口壓力0.2MPa

      3.1.2總壓損失

      由于阻力等原因,經(jīng)減壓閥后總壓降低,存在總壓損失,影響整個裝置的效率。因此,研究學(xué)者們對減壓閥的壓力損失進(jìn)行了研究。

      朱松強(qiáng)等針對600MW機(jī)組主汽閥和調(diào)節(jié)閥組系統(tǒng)壓力損失偏大的問題,分析了閥門的總壓損失、阻力系數(shù)和流速分布情況,結(jié)果表明調(diào)節(jié)閥最高流速超過許用范圍,節(jié)流損失較大,而主汽閥損失偏大是由于濾網(wǎng)流通面積過小[28]。Kerh T等分析了入口流量周期變化時,閥芯運(yùn)動過程中壓力損失隨時間的變化曲線,壓力損失相對速度變化有一定滯后[29]。馮衛(wèi)民等對偏心蝶閥、桁架式蝶閥和龜背式蝶閥的分析表明,漩渦流動會引起劇烈擾動,消耗機(jī)械能,引起總壓損失[30]。

      因此,在對減壓閥流道進(jìn)行設(shè)計(jì)時應(yīng)盡量減少漩渦的產(chǎn)生,同時控制流速,從而減少總壓損失。

      3.2液動力特性

      液動力對閥的調(diào)節(jié)性能有一定影響,穩(wěn)態(tài)液動力是使閥趨向于閉合的作用力,而瞬態(tài)液動力與閥芯運(yùn)動方向相關(guān),在小開口大壓差工況下,瞬態(tài)液動力值很大,因此在設(shè)計(jì)閥時必須考慮[31]。

      通過壓力場分布可計(jì)算出閥芯受流體的作用力,分析閥芯和流體的相互作用。Mokhtanadeh-Dehghan M R等通過對閥芯面上壓力積分得到流體對閥芯的作用力,其結(jié)果與試驗(yàn)符合,并指出復(fù)雜流場引起的漩渦區(qū)緩和了最小流動面積,從而影響閥芯的受力[32]。Cho T D等分別將閥出入口壓力和閥芯上下表面的壓力代入閥芯力平衡方程,得到了氣動力、壓差力和彈簧力[33]。馮進(jìn)等指出隨閥前靜壓的增加,閥芯所受軸向力呈線性增加,但沒有考慮流體的可壓縮性[34]。李光飛等的研究結(jié)果表明,瞬態(tài)液動力影響系統(tǒng)的阻尼,是引發(fā)閥芯周期性振動的重要原因,若流量變化滯后于閥芯位移,則在運(yùn)動中將產(chǎn)生正負(fù)交替變化的阻尼,引起持續(xù)的自激振動[35]。

      綜上所述,減壓閥正常工作時流體對閥芯的作用力可看作穩(wěn)態(tài)液動力,其對閥門的作用基本穩(wěn)定;閥門啟閉過程和流量變化條件下,流體的作用力為瞬態(tài)液動力,其與流量和壓差的關(guān)系仍需進(jìn)一步研究。

      3.3噪聲分析

      減壓閥內(nèi)流動復(fù)雜,湍流強(qiáng)度大,實(shí)際應(yīng)用中有很大的噪聲,為此,研究學(xué)者們對其內(nèi)部噪聲產(chǎn)生機(jī)理進(jìn)行了研究。

      Nakano M等根據(jù)滯止壓力與大氣壓的比將減壓閥內(nèi)流動分為弱錐面流、強(qiáng)錐面流、閥座流和自由出流,研究了這4種流動的流動和噪聲特性,分析了超音速環(huán)形流對噪聲和振動的影響,結(jié)果表明,沿閥芯的環(huán)形射流與壁面分離,其分離邊界層極其不穩(wěn)定,易產(chǎn)生漩渦,引起腔內(nèi)共振[36]。王煒哲等對超臨界汽輪機(jī)主調(diào)節(jié)閥進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)閥腔流動死區(qū)的渦量較大(圖7),在主汽閥和調(diào)節(jié)閥喉口處漩渦較明顯,渦量大的位置噪聲輻射水平必然很強(qiáng)[37]。鐘云等也指出,調(diào)節(jié)閥閥座縮口和閥芯表面渦量較大,易引起振動和噪聲[38]。閥門快速開啟時,氣體在節(jié)流閥后方會產(chǎn)生反漩渦線,從而形成大范圍連續(xù)的湍流,引起較大噪聲[39]。寬頻噪聲峰值是漩渦脫落所引起的音調(diào)噪聲的典型特征,文獻(xiàn)[40,41]用試驗(yàn)方法得到了閘閥結(jié)構(gòu)的聲波響應(yīng)以確定音調(diào)噪聲的頻率值。

      a. 渦量

      b. 噪聲源幅度

      減壓閥內(nèi)流動噪聲的主要來源為漩渦流動和高速射流。因此,閥門降噪必須破壞漩渦的形成。由于漩渦強(qiáng)烈的隨機(jī)性,其尺度和頻率范圍分布較廣,噪聲具有寬頻特性。文獻(xiàn)[42,43]統(tǒng)計(jì)了蒸汽管路閥門聲壓級超過140dB監(jiān)測點(diǎn)的頻譜特性,結(jié)果表明噪聲主要是低頻噪聲,高頻段可作次要頻率處理。Yang Q等發(fā)現(xiàn)壓力波動主要發(fā)生于低頻范圍,同樣證明低頻壓力波動是閥芯的主要振動源[44]。

      針對減壓閥的噪聲和振動問題,Amini A和Owen I測試了不同閥芯和閥座結(jié)構(gòu)的減壓閥噪聲,試驗(yàn)結(jié)果表明,60°錐型閥芯的噪聲比其他結(jié)構(gòu)低12dB,機(jī)械振動基本消除,且流量增加了25%[14]。適當(dāng)?shù)拈y座倒角可幫助消除漩渦脫落的音調(diào)噪聲[40]。單孔板和多孔板也可用于管路中和閥出口處的噪聲控制,其具有結(jié)構(gòu)簡單和降噪效果好的特點(diǎn)[45,46]。

      3.4可壓縮性

      當(dāng)減壓閥內(nèi)介質(zhì)為液體時,其密度為常數(shù),將其看作不可壓縮流體進(jìn)行分析。而高溫高壓過熱蒸汽的密度與溫度、壓力相關(guān),其可壓縮性不可忽略,在模擬分析時需通過狀態(tài)方程求解密度。

      理想氣體狀態(tài)方程最為簡單,對實(shí)際氣體可近似應(yīng)用于低壓范圍。Chattopadhyay H等采用理想氣體模型,研究了滑閥不同開度和不同壓降條件下的可壓縮流動,分析了湍流強(qiáng)度和流量系數(shù)的變化規(guī)律[47]。

      在高壓條件下,理想氣體狀態(tài)方程應(yīng)用于實(shí)際氣體時存在偏差,可用壓縮因子Z=pv/(RgT)代替,其中,v為實(shí)際氣體在壓力p和溫度T時的比體積;Rg為氣體常數(shù)。常用的近似實(shí)際氣體狀態(tài)方程有范德瓦爾斯方程和RK方程。Beune A等結(jié)合氣體壓縮因子,采用RK方程的修正式SRK實(shí)際氣體方程,分析了高壓氮?dú)獍踩y的排放量和開啟特征,與試驗(yàn)測試結(jié)果的偏差小于3.6%[48]。

      4 結(jié)論

      4.1高參數(shù)條件下減壓閥內(nèi)流速高、壓差變化大,閥內(nèi)節(jié)流元件處有可能存在超音速流動,此時氣體壓力會發(fā)生突變,研究其變化機(jī)理對分析減壓閥的減壓效果有重要意義。通過多級減壓可以提高減壓閥的調(diào)節(jié)范圍,因此應(yīng)加強(qiáng)對多級減壓機(jī)理的探索。

      4.2減壓閥啟閉和流量大幅變化時流體對閥芯的液動力會導(dǎo)致其發(fā)生振動,目前的減壓閥設(shè)計(jì)未考慮該瞬態(tài)液動力,因此可通過試驗(yàn)和動網(wǎng)格數(shù)值方法分析不同條件下瞬態(tài)液動力的變化過程對提高減壓閥調(diào)節(jié)性能的重要性。

      4.3大量文獻(xiàn)表明,減壓閥內(nèi)高速流動和漩渦的不斷形成與脫落是引起壓力不穩(wěn)定和噪聲的主要原因,因此,優(yōu)化減壓閥內(nèi)部流道、減少漩渦的產(chǎn)生對降低噪聲有重要的指導(dǎo)作用。同時,在管路中布置孔板可有效降低噪聲,其流動特性和降噪特性仍需進(jìn)一步研究。

      4.4高溫高壓條件下減壓閥內(nèi)氣體的可壓縮性不可忽略,應(yīng)重點(diǎn)分析減壓閥對可壓縮氣體的減壓機(jī)理和流動特性。

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