美國MAC電磁閥閥芯結構對流量有怎樣影響分析

    美國MAC電磁閥閥芯結構對流量有怎樣影響分析
    是工業系統中*的主要設備之。錐面調節閥門在控制流量中精度高，在定量流體輸送環節應用前景廣泛。錐面閥芯的幾何尺寸是決定閥門控制調節能力的非常重要的設計參數，傳統的研究手段是采用試驗手段，對閥門的外部特性，如進出口壓力差、流量系數等，進行測量和分析，而對流體在閥門內部流動情況則很難知曉。近年來，隨著計算流體動力學（CFD）技術的迅速發展，為了解閥門內部流場分布，探尋各流動參數的變化規律提供了便捷的方法。
    本文通過詳細分析錐面結構特征，給出影響閥芯錐面的3個幾何參數關系，利用FLUENT流體分析軟件，詳細分析了錐面結構變化對閥門內部流場的影響。研究結果可為同類閥門的設計和試驗提供借鑒。
    美國MAC電磁閥幾何特征分析
    美國MAC電磁閥的流量特性
    流量美國MAC電磁閥zui重要的標準之是它的流量特性。控制閥的流量特性取決于它固有的流量特性。固有的流量特性表示為在恒溫和閥門兩邊壓力降不變的情況下，通過閥門的流量與控制元件位置（推桿行程）的函數關系。通常的流量特性有線性的、改進線性的、等百分比的、以及平方根（快速開啟）的。控制閥的流量特性見圖1所示。
    美國MAC電磁閥的流量特性
    任何流量特性曲線都通過恰當的閥門元件的形狀或控制閥門的打開及關閉運動來得到。為了得到所希望的固有流量特性，在設計閥門元件時，必須考慮入口、出口以及殼體壓力損失對閥門的流量的影響。在情況下，控制閥全部壓力降應發生在控制元件兩邊。然而，流道的幾何形狀突然變化引起的壓力損失是不能*消除的。因此，為了使整個閥門具有所要求的流量特性，常常需要設計人員對理論上求得的閥門元件流通面積與行程的關系加以改進以便補償這種損失。
    1.2 美國MAC電磁閥閥芯幾何特征
    對錐面閥門流道結構分析可知，在閥門的進出口幾何尺寸、開度確定的情況下，閥芯錐角是zui主要的影響因素。因此，選擇正確的閥芯錐角幾何尺寸，直接影響閥門的流通。錐面閥芯幾何尺寸定義見圖2。閥芯錐角幾何尺寸由2個錐面的半角α1、α2和錐臺高度h1確定。當α1=α2時，閥芯處于單錐面，調節規律比較單；當α1≠α2時，閥芯處于雙錐面，調節規律復雜；合理改變3個參數，可以得到*的流量調節規律。
    美國MAC電磁閥閥芯幾何尺寸定義
    2 閥芯幾何變化對流量特性的影響
    利用上述分析結論，結合某型雙錐面閥門，進行理論計算結果與實驗數據進行對比。模型1是單錐面閥芯，即α1=α2；模型2～模型4調整了3個參數，閥芯都處于雙錐面狀態。
    采用三維建美國MAC電磁閥流道模型。在網格劃分時，為網格的，在結構變化不規則處劃分較密網格，如本模型閥芯錐面頭部附近。模型選擇四面體非結構網格，對需要加密的地方和流動劇烈的地方進行網格加密，依據計算機的，zui終確定體網格總數在30萬左右。
    分別對4種錐芯尺寸的模型進行數值計算，并把計算結果與實驗數值進行比較（數值計算結果見表1）。模型1的流通規律基本與實驗結果致，但是相對誤差比較大，zui大值為0.168，原因應是單錐面與雙錐面閥芯引起的；模型2和模型4的流通規律也基本與實驗結果致，但是模型2在開度較大時產生了很大誤差，zui大值為0.237，模型4在閥芯處于中間位置時產生了很大誤差，并且流量控制不穩定，zui大誤差為0.255，主要原因是參數匹配不合理；模型3的流通規律與實驗結果有很好的致性，并且誤差比較小，zui大誤差僅為0.046。