蝶阀动水力矩计算方法辨析
2021-09-11余建平韩永东王美琪庞运华
化工机械 2021年4期
余建平 韩永东 刘 雨 王美琪 庞运华
(1.兰州理工大学石油化工学院;2.郑州市郑蝶阀门有限公司)
蝶阀具有结构简单、安装尺寸小及开关迅速等优点,因此在水利、石化及燃气等领域被广泛应用。 目前,蝶阀向着大口径、硬密封和三偏心的方向发展, 我国可加工的最大蝶阀直径已达6.5m,公称压力30MPa。随着蝶阀公称直径和公称压力的提高,准确计算蝶阀的动水力矩,特别是在大口径和高压差条件下的计算,对于蝶阀结构的优化设计和启闭装置的合理选型有着重要意义。
从流体力学角度看,流体流经蝶阀阀板属于三维受限空间流体绕流问题。 由于边界条件的复杂性和流动方程的高度非线性,蝶板绕流过程易出现边界层分离、涡群脱落等特殊现象。 各种复杂影响因素相互作用,使得准确计算蝶阀动水力和动水力矩确有困难。 由于问题的复杂性,导致各研究者所得到的动水力矩计算公式形式不同,计算结果也各不相同。 倪平曾分析了国内8种不同版本的计算式之间的差异,发现各计算式计算结果差异较大,甚至存在数百倍的差距[1]。 为此,笔者对国内外有关蝶阀动水力矩相关资料进行汇总分析,期望能形成相对准确的蝶阀动水力矩计算方法。
1 蝶阀动水力矩的无量纲化
为了扩大公式的使用范围,研究者多采用量纲分析法将蝶阀动水力矩无量纲化,无量纲后的表达式有以总压降为基准[2~4]的也有以动压为基准的,分别为:

式中 CT——以动压为基准的阀门动水力矩系数;……
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