在現(xiàn)代自動(dòng)控制中，控制閥起著重要的作用。正確分配和控制流動(dòng)的液體、氣體或固體粉末需要一個(gè)控制閥來(lái)完成輸送能力和效率的關(guān)鍵因素。今天我們將對(duì)氣力輸送系統(tǒng)中的控制閥進(jìn)行研究和分析。

1.是調(diào)速閥的型號(hào)。考慮到閥內(nèi)流動(dòng)為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，建立了三維軸對(duì)稱模型，節(jié)省了計(jì)算資源。

2.根據(jù)閥門的幾何特性，對(duì)復(fù)雜的流道和節(jié)流閥進(jìn)行了部分的預(yù)細(xì)化。在迭代過(guò)程中，使用壓力梯度和速度梯度作為自適應(yīng)函數(shù)來(lái)自適應(yīng)地細(xì)化網(wǎng)格，這有助于提高解的特異性。

3.利用CFD軟件對(duì)閥內(nèi)流場(chǎng)進(jìn)行了模擬，給出了流場(chǎng)壓力分布和速度虧缺圖的可視化結(jié)果，有助于改善流道。

4.為了研究氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥在不同工況下的工作特性，采用進(jìn)出口壓力作為不同開度條件下的邊界條件。

5.示出了在不同流量輸出的同一開口處的控制閥閥芯的入口壓力。

6.可以看出，當(dāng)開度固定時(shí)，入口壓力隨流量的增加而增大。特別是當(dāng)開口很小時(shí)，進(jìn)口處的壓力會(huì)急劇增加。此時(shí)，閥內(nèi)節(jié)流閥的*小壓力將低于大氣壓力，汽蝕甚至空化將發(fā)生，這將影響流體的流動(dòng)線性度。在實(shí)際選擇控制閥時(shí)應(yīng)避免這種情況，當(dāng)開度較大時(shí)，因流量增大而引起的壓力變化會(huì)逐漸減小。

7.作用在閥芯上的不平衡力直接關(guān)系到研究氣動(dòng)控制閥的控制裝置特性和閥的性能特性所需的參數(shù)，因此有必要研究作用在控制閥上的不平衡力。然而，由于閥芯在中間位置的不平衡力難以用公式表示，因此當(dāng)閥芯完全關(guān)閉時(shí)，將閥芯的靜不平衡力作為控制閥的執(zhí)行器的設(shè)計(jì)依據(jù)是不準(zhǔn)確的。所謂控制閥的不平衡力，是指流體在閥芯上的軸向合力，具有直線行程。因此，閥內(nèi)的流場(chǎng)壓力分布沿閥芯的表面積集中，這是閥芯的軸向合力，即控制閥的不平衡力。

8.通過(guò)對(duì)氣動(dòng)控制閥內(nèi)流場(chǎng)的模擬，可以得到閥內(nèi)流場(chǎng)任意位置的壓力和速度。在有限的空間內(nèi)，根據(jù)流場(chǎng)特性，給出了一個(gè)具有代表性的可視化圖。圖5和圖6分別是25毫米芯孔、閥軸對(duì)稱平面的流場(chǎng)壓力分布和速度損失圖。

9.在節(jié)流口處，由于節(jié)流面積減小、流線收縮、速度增大、動(dòng)能增大和壓力降低，出口轉(zhuǎn)輪拐角處的壓力值很低，容易產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象，需要改進(jìn)。

10.閥芯底部有渦流和閥出口處的轉(zhuǎn)角流道。流量損失較大，應(yīng)考慮流道的優(yōu)化。