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耐磨风量调节阀气相流场的数值模拟

编辑:5197.com新浦京 来源: 发布于:2017-02-25 14:57:52

耐磨风量调节阀气相流场的数值模拟

        风量调节阀是用来平衡通风除尘系统的阻力及调节风量的,广泛应用于冶金、建材、化工、电力等行业。但目前在除尘系统中使用的插板阀及蝶阀均存在耐磨性能差、阀出口处流场不均匀等缺点,特别是当除尘管道中粉尘浓度高,且粉尘具有很强的磨损性时,若安装插板阀或蝶阀,不仅会造成阀体本身的磨损,而且会导致阀后的直管、弯管或三通等管件的磨损。一般风量调节阀易被磨损的主要原因是因为阀体结构设计不合理,从而导致含尘气流通过风量调节阀时流场急剧变化,产生偏流,粉尘在离心力和惯性力的作用下,几乎全部与阀体发生切削碰撞,由磨损机理及其影响因素可知,这必然会引起粉尘对风量调节阀及管件的磨损加剧,造成较大的经济损失。
        本研究根据多孔射流扩散及射流叠加原理,提出一种耐磨风量调节阀结构,并对其流场进行数值模拟,同时与插板阀的流场进行比较,以便为耐磨风量调节阀的结构设计提供依据。
1 耐磨风量调节阀的结构及原理
        耐磨风量调节阀的结构如图1所示。它由阀体、活动多孔板、带导流板的固定多孔板、调节螺杆、固定螺母、开度指示器及调节手柄等组成[3]。活动多孔板与固定多孔板的开孔情况可完全一样,开孔形式为条形,条形孔的宽度一般为20mm,孔桥的宽度与条形孔的宽度可相等。
        阀的初始状态为全开,即活动多孔板与固定多孔板的孔完全重合,开度最大,转动调节手柄即可带动活动多孔板向右移动,阀的开度逐渐减小,阀的开度由开度指示器显示。
        该阀利用小孔(条形孔)射流扩散及叠加原理,使气流在较短的距离内均匀混合。气流通过活动多孔板及固定多孔板后,在有限空间内,平行射流相互叠加、掺混。由图2可见,当相互叠加的两股平行射流距离较近时,射流的发展将互相影响.在汇合之前,每股射流独立发展,汇合之后,射流边界相交,互相干扰重叠,逐渐形成一股总射流,总射流充分发展后,即可在较短的距离内均匀混合,从而使速度沿阀体断面均匀分布[4]。
        另外,由于采用多孔结构,粉尘浓度沿断面分布比较均匀,同插板阀及蝶阀相比,与阀体发生切削碰撞的粒子数目大大降低,且粉尘与阀体的碰撞角度避开了易磨损的范围(粉尘的入射角对磨损具有较大的影响,当入射角在20°~30°时,磨损性最大[3]),从而减轻了粉尘对阀体的磨损。 
 


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