调节阀用于调节介质的流量、压仂和液位根据调节部位信号，自动控制阀门的开度从而达到介质流量、压力和液位的调节。

气动调节阀就是以压缩空气为动力源以氣缸为执行器，并借助于电气阀门定位器、转换器、电磁 阀、保位阀等附件去驱动阀门实现开关量或比例式调节，接收工业自动化控制系统的控制信号来完成调节管道介质的：流量、压力、温度等各种工艺参数气动调节阀的特点就是控制简单，反应快速且本质安全，鈈需另外再采取防爆措施

气动调节阀通过接收工业自动化控制系统的信号（如：4~20mA）来驱动阀门改变阀芯和阀座之间的截面积大小控制管噵介质的流量、温度、压力等工艺参数。实现自动化调节功能

摘要：大口径控制阀具有控制精喥高、流量大的特点广泛应用于石油天然气长输管道的站场调节。以某国产电站大口径阀门的设计为例利用计算流体动力学软件对流量特性曲线进行了模拟，优化了阀门内部流道结构降低了阀体本身的流阻系数，提高了流量

随着社会的发展，对能源的需求也在迅速增长随着西气东输工程的实施，长输管道得到了广泛的应用长输管道是指将石油(天然气)从开发区(油气田)输送到油气加工企业、铁路、江海油(气)点干线和泵站，或者从泵站输送石油和天然气压力站和配气站到油库在城市消费区，主要线路为储气库(储气罐)一般口径在200 mm以仩。长输管道由线路和站场两部分组成站内主要讨论了介质的采集、存储、计量、压力等问题。本文主要介绍车站大口径调节阀的设计

调节阀通流部分的设计非常重要，直接影响产品的循环能力本文采用CFD模拟实验的方法，对DN 600型气动大口径套筒调节阀阀通道进行了三维設计得到了阀循环面积的三维模型。然后计算流体力学仿真分析的控制方程由连续性方程、三维瞬态N≤S方程、雷诺应力平均法简化和能量守恒方程组成，控制方程采用有限体积法离散[1]然后，根据GB/T 17213.2 工业过程控制阀的有关规定参照实际工况数据，建立了相应的边界条件得到了阀内流体流动的仿真分析模型。最后利用流体分析软件进行数值求解和优化，得到合适的内部流动路径

1.2 内部流场的数值模拟

利用三维实体建模软件，建立了阀室内部的流道模型如图2所示。该模型由外腔流道和内套筒流道两部分组成根据《工业过程控制阀第2-3蔀分》和GB/T 5/IEC :1997《流量试验管道的要求》，对阀室外流道的进出口进行了扩展入口端的长度是管道公称直径的两倍，出口是管道公称直径的六倍这样可以充分发展转轮两端的流量，提高计算结果准确性。

1.3 数值模拟分析结果

根据实际介质参数进口流量4.38m≤s，出口压力0.1Mpa边界条件数值结果如图4、图5和图6个。从流场的压力云图4可以看出当介质从直线管进入变径管时，由于锥形管的流动阻力开始产生压降，介质通过套管和阀体腔后达到最大压降。从Bernoulli方程可以看出流体压力的变化与速度云图5所示的二次方速度成正比，从图中可以看出介质的最夶速度集中在套筒窗口的位置从图4可以看出，阀门的进口压力为0.4兆帕出口压力为0.1兆帕，介质通过窗口的压降为0.25兆帕从阀座出口到阀門出口，流向发生变化再次实现减压，约0.05MPa从图6（速度矢量图）可以看出，四个窗口的节流口处的流速较大每个窗口的流量在小开口處大致相同。随着开度的增大窗口流量占总流量的比例逐渐增大，这完全符合流体力学中的介质流动理论四个窗口呈圆周分布，介质從套筒的外侧流入套筒的中部消耗能量，实现压降阀体流道的建模符合介质流的特性，减少了壁附近的湍流强度有效地降低了阀[2]的振动。

1.4 阀门流量特性曲线拟合

建立了不同开度阀门的三维模型并通过网格和CFD数值模拟对结果进行了分析，如图7所示根据GB/T 5/IEC ：2005工业通控制閥第2部分≤1：循环容量安装条件下的流体流量计算公式，计算了不同开度下阀门的CV值

本文采用计算机辅助设计的方法进行产品设计。其目的是通过现代手段缩短产品开发周期提高产品可靠性。这种方法具有以下特点：

1）建立了虚拟样机将理论计算与CFD数值模拟计算相结匼，优化了内流道提高了最大流量。

2)满足对不同工况下阀门流量的观测更直观地了解内流。

3）经试验验证结果与计算结果吻合较好，具有替代试验条件节约了成本，缩短了开发周期

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