美國MAC電磁閥閥芯結(jié)構(gòu)對流量有怎樣影響分析
    是工業(yè)系統(tǒng)中*的主要設(shè)備之。錐面調(diào)節(jié)閥門在控制流量中精度高，在定量流體輸送環(huán)節(jié)應(yīng)用前景廣泛。錐面閥芯的幾何尺寸是決定閥門控制調(diào)節(jié)能力的非常重要的設(shè)計(jì)參數(shù)，傳統(tǒng)的研究手段是采用試驗(yàn)手段，對閥門的外部特性，如進(jìn)出口壓力差、流量系數(shù)等，進(jìn)行測量和分析，而對流體在閥門內(nèi)部流動情況則很難知曉。近年來，隨著計(jì)算流體動力學(xué)（CFD）技術(shù)的迅速發(fā)展，為了解閥門內(nèi)部流場分布，探尋各流動參數(shù)的變化規(guī)律提供了便捷的方法。
    本文通過詳細(xì)分析錐面結(jié)構(gòu)特征，給出影響閥芯錐面的3個幾何參數(shù)關(guān)系，利用FLUENT流體分析軟件，詳細(xì)分析了錐面結(jié)構(gòu)變化對閥門內(nèi)部流場的影響。研究結(jié)果可為同類閥門的設(shè)計(jì)和試驗(yàn)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(biāo)準(zhǔn)之是它的流量特性?？刂崎y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(shù)關(guān)系。通常的流量特性有線性的、改進(jìn)線性的、等百分比的、以及平方根（快速開啟）的?？刂崎y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(dāng)?shù)拈y門元件的形狀或控制閥門的打開及關(guān)閉運(yùn)動來得到。為了得到所希望的固有流量特性，在設(shè)計(jì)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(yīng)發(fā)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(shè)計(jì)人員對理論上求得的閥門元件流通面積與行程的關(guān)系加以改進(jìn)以便補(bǔ)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(jié)構(gòu)分析可知，在閥門的進(jìn)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(dāng)α1=α2時，閥芯處于單錐面，調(diào)節(jié)規(guī)律比較單；當(dāng)α1≠α2時，閥芯處于雙錐面，調(diào)節(jié)規(guī)律復(fù)雜；合理改變3個參數(shù)，可以得到*的流量調(diào)節(jié)規(guī)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(jié)論，結(jié)合某型雙錐面閥門，進(jìn)行理論計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比。模型1是單錐面閥芯，即α1=α2；模型2～模型4調(diào)整了3個參數(shù)，閥芯都處于雙錐面狀態(tài)。
    采用三維建美國MAC電磁閥流道模型。在網(wǎng)格劃分時，為網(wǎng)格的，在結(jié)構(gòu)變化不規(guī)則處劃分較密網(wǎng)格，如本模型閥芯錐面頭部附近。模型選擇四面體非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，對需要加密的地方和流動劇烈的地方進(jìn)行網(wǎng)格加密，依據(jù)計(jì)算機(jī)的，zui終確定體網(wǎng)格總數(shù)在30萬左右。
    分別對4種錐芯尺寸的模型進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，并把計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)值進(jìn)行比較（數(shù)值計(jì)算結(jié)果見表1）。模型1的流通規(guī)律基本與實(shí)驗(yàn)結(jié)果致，但是相對誤差比較大，zui大值為0.168，原因應(yīng)是單錐面與雙錐面閥芯引起的；模型2和模型4的流通規(guī)律也基本與實(shí)驗(yàn)結(jié)果致，但是模型2在開度較大時產(chǎn)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(chǎn)生了很大誤差，并且流量控制不穩(wěn)定，zui大誤差為0.255，主要原因是參數(shù)匹配不合理；模型3的流通規(guī)律與實(shí)驗(yàn)結(jié)果有很好的致性，并且誤差比較小，zui大誤差僅為0.046。