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德国FESTO电磁阀的通流与损失特性
点击次数：99 发布时间：2016-12-26
德国FESTO电磁阀的通流与损失特性
德国FESTO电磁阀腔结构具有复杂性特征，本文使用分块结构化网络，由于阀门结构具有对称性，在计算的过程中计算一半即可得出准确结论。 在保证通流性的前提下，不断降低在阀门内部气流的流动损失，使机组的热效率不断提高，在出口压力条件相同的情况下，流量通过的越多，德国FESTO电磁阀的出口压力水平越高，在德国FESTO电磁阀额定工况下，相对升程保持在百分之三十以下，针对降低气流损失的角度，为了保证整个机组在额定工况中的正常运行，应该保证相对升程在百分之四十以上。调节阀内部通道形状十分复杂，为双喉喷灌，*喉部的通流面积不断变化，第二喉部的通流面积不变，在中小升程的时候，环形通道喉部位置是调节阀流场面积zui小的部分，但是伴随升程的增加，环形通道的喉部面积增加，会对整个阀座喉部的通流水平造成影响。
德国FESTO电磁阀流道结构主要分为以下几个部分：阀腔、阀碟和阀座等，气流在三个部分流动的时候，具有不同的流动特点，在进入调节阀腔中较大空间的时候，气流的流动参数变化很小，例如静压的变化等，但是在气流进入环形通道后，在很短的行程中，蒸汽会产生剧烈的膨胀，静压水平会快速减少，在中小升程之中，气流向阀座扩压段流入，静压水平会不断提高直到出口位置。环形通道进口到阀座喉部的区域，是流场中具有zui大流动损失的地区，阀腔和阀座扩压段，气流的总压损失降低，在小升程的时候，阀门流场的损失系数很大，尤其在p1和p0的比值小于0.8的时候，此区域的损失为总损失的百分之80，在p1和p0的比值小于0.7的时候，在环形通道尾端会形成激波，能量损失十分巨大。
德国FESTO电磁阀通流和损失特性改善措施
应该提高德国FESTO电磁阀在额定工况下相对升程的zui大值，有助于显着增加流动效率，在调节阀全开的时候，将相对升程保持在百分之四十以上，例如，如果压比是0.98，相对升程能够从31.2%提高到54.2%，总压损失系数能够从1.896降低到0.873，下降幅度保持在51%。 阀碟下部的空穴区会对通流面积产生影响，使有效通流面积不断下降，影响实际通流水平。阀门流场内部接近阀碟的部门是气动损失zui大的地区，占整个损失的67%左右，小升程的时候，达到了82%以上，在小升程的时候，如果进出口的压比小于0.8，在环形通道的尾部会产生激波，带来十分严重的总压损失。
一、主要技术创新点
1）德国FESTO电磁阀的阀门流道设计气力输送是利用气流在管道中输送物料的一种方法，利用具有一定压力和一定速度的气流，来输送粉体物料，粉煤灰气力输送属于气固两相流动范畴。粉煤灰气固两相流会对输送管道设备产生强烈的磨损作用，磨损较大的地方多在一些流道复杂且突然改变方向的地方。本项目研究阶段，首先采用数学建模方法，对不同流道和尺寸的阀门，其内部气固二相流动的流动状态和对阀体的磨损情况进行定量评估，进而运用数值计算的手段，研究气力输送系统中阀内的流场分布规律和颗粒运动轨迹，模拟阀门附近处的气固两相流动及阀门位置在不同流道和尺寸下的磨损情况，从而为流道结构和尺寸设计提供重要参考。
2）面向低成本维护过程的阀芯结构设计市场调研和试验过程中发现，由于系统及阀门结构的原因，阀门损坏主要部件为半球阀芯和密封圈，原有阀门结构，在上述部件损坏的情况下，则需将整套阀门拆卸，更换整个阀芯组件。这样一来，增加了用户的维护成本和维修工作量，而且该维护过程中需要较高的专业水平。为改变情况，对阀门的主要零部件进行改进，将阀芯制成阀芯上体和阀芯下体两部分，二者采用螺栓拆卸式连接。当阀芯的圆顶球面被高速固体物料流冲刷磨损需更换时，只需打开原有的上法兰，松开连接螺栓即能将阀芯上体分离出来，换上新的阀芯上体即可。实现了、省力、低成本的目的。
3）德国FESTO电磁阀密封件制造的材料、工艺改良设计通过现场调查研究发现，由于气动圆顶阀采用软密封型式，在早期损坏的阀门中，橡胶密封件的损坏，占有较大的比重，其早期损坏主要表现在以下几个方面：密封件在阀门放气后，不能*复位，阀门在关闭过程中将密封件扯坏；密封件在温度高于120℃的环境下，易出现老化的现象，造成阀门早期损坏；密封件耐磨性不够，在介质的冲刷下，易磨损，造成早期损坏。为此，本项目根据粉煤灰气力输送系统的工况，对现有的密封件材料和制造工艺进行改良，经过改良的橡胶密封圈具有抗撕裂性强、弹性好、耐磨损、耐高温性（可耐温200℃）等良好的综合性能。
二、德国FESTO电磁阀技术解决方案
1）结合数学建模与CFD技术进行阀门流道优化设计 项目研发的前期，在阀门结构设计阶段，首先基于拉格朗日坐标的欧拉一拉格朗日离散介质模型对气固二相流颗粒相进行建模，对不同流道和尺寸的阀门内气固二相流的流动状态和对阀体的磨损情况进行定量评估。