何东亭 许世法 尹 洋

（1.西华大学 机械工程学院，成都 610039；2.成高阀门有限公司，成都 610031）

轴流式止回阀具有运行平稳、流阻小、水击压力小、噪声低、密封性好以及介质压力变化响应速度快等优点，广泛应用于油气运输[1]。设计使用部门在为工艺流程选用管网动力设备和核算能耗时，均以阀门的流体阻力系数作为压力损失的计算参数。此外，制造部门将阀门的阻力系数作为改进阀门结构和设计节能产品的重要依据[2]。因此，在设计和生产阀门时要尽可能降低阀门的流阻系数。本文以NPS10 Class1500轴流式止回阀的流道形状为研究对象，将流道形状参数化，利用Fluent软件，结合响应面优化法，对轴流式止回阀流道形状进行优化，得出相对于传统轴流式止回阀具有更小流阻系数的新型轴流式止回阀流道形状，并以此提出一种方便简单、高效的优化方法，同时运用到实际的阀门设计生产中，降低了阀门企业的设计周期和开发成本。

1 优化方法及流程

轴流式止回阀流道形状由阀体和阀瓣的多段结构曲线决定。这些圆弧曲线半径即优化的设计变量。响应面分析法即响应曲面设计方法（Response Surface Methodology，RSM），是利用合理的试验设计方法，通过实验得到数据，采用多元二次回归方程拟合因素与响应值之间的函数关系，利用对回归方程的分析来寻求最优参数，从而解决多变量问题的一种统计方法。选择响应面优化法中的Optimal Space-Filling Design响应面设计实验类型和Kriging[3]响应面类型，在设计变量的取值范围内均匀取值，避免随机误差的存在。……