过程工程学报 ›› 2025, Vol. 25 ›› Issue (5): 425-434.DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.224267
盛侃, 张深哲, 金志江, 钱锦远*
Kan SHENG, Shenzhe ZHANG, Zhijiang JIN, Jinyuan QIAN*
摘要: 窗口式套筒调节阀作为一种常见的调节阀,是过程工业系统中的关键部件,然而,阀内空化现象会导致阀门出现调节能力失效、阀内结构损伤等问题,从而影响系统正常运行。在阀门设计过程中,套筒存在两种基于工程实际的对称安装角度,本工作针对套筒安装角度对窗口式套筒调节阀空化特性影响尚不明晰的问题,通过数值模拟方法对不同套筒安装角度与工况参数影响下的空化特性以及空化产生机理进行研究。结果表明,改变套筒安装角度可以在不影响阀内流通能力的前提下,显著抑制阀内的空化现象。空化程度出现差异的成因源于阀内不同的空化产生机理。一类空化的产生源于流通面积陡缩与康达效应作用下的高速射流;另一类空化的产生源于节流窗口底部的强涡结构带来的局部压降。另外,本工作证明了强涡结构与空化产生位置有直接联系。本研究结果对实际工程中窗口式套筒调节阀套筒安装角度设置问题以及空化抑制结构优化设计均具有指导意义。