●前言本書字符含義第 １ 章   緒論 ……………………………………………………………………… １   1？？ 1  概述 ……………………………………………………………………… 1    1？？ 2  閥門流阻特性 …………………………………………………………… 3       1？？ 2？？ 1  閥門流量特性 …………………………………………………………… 3       1？？ 2？？ 2  閥門流量繫數 …………………………………………………………… 5       1？？ 2？？ 3  閥門阻力繫數 …………………………………………………………… 6    1？？ 3   流程閥門研究現狀 ……………………………………………………… 6       1？？ 3？？ 1  單相工況 ………………………………………………………………… 7       1？？ 3？？ 2  含固兩相工況 …………………………………………………………… 9第 ２ 章   單相工況流程閥門數值計算方法…………………………………… １９   2？？ 1  數值計算方程 …………………………………………………………… 19       2？？ 1？？ 1  流體流動控制方程 ……………………………………………………… 19       2？？ 1？？ 2  湍流模型 ……………………………………………………………… 20       2？？ 1？？ 3  壁面函數 ……………………………………………………………… 24    2？？ 2  網格處理方法 …………………………………………………………… 25    2？？ 3  數值計算策略 …………………………………………………………… 26第 ３ 章   球閥流體動力學特性分析 …………………………………………… ２８   3？？ 1  球閥啟閉過程動態流體動力學特性 …………………………………… 28       3？？ 1？？ 1  物理模型和數值計算方案 ……………………………………………… 28       3？？ 1？？ 2  閥門特性實驗…………………………………………………………… 29       3？？ 1？？ 3  球閥啟閉過程流阻特性變化規律 ………………………………………… 303？？ 1？？ 4  球閥啟閉過程內部流場變化規律 ………………………………………… 34    3？？ 2  V 型球閥流體動力學特性 ……………………………………………… 37       3？？ 2？？ 1  數值模擬模型及計算方案 ……………………………………………… 37       3？？ 2？？ 2  閥門特性實驗…………………………………………………………… 39       3？？ 2？？ 3  V 型球閥穩態特性 ……………………………………………………… 40       3？？ 2？？ 4  V 型球閥瞬態調控特性 ………………………………………………… 48第 ４ 章   截止閥流體動力學特性分析 ………………………………………… ５５   4？？ 1  普通截止閥流體動力學特性研究 ……………………………………… 55       4？？ 1？？ 1  數值模擬模型及計算方案 ……………………………………………… 55       4？？ 1？？ 2  數值模擬和實驗對比 …………………………………………………… 58       4？？ 1？？ 3  截止閥內部二維瞬態流場 ……………………………………………… 60       4？？ 1？？ 4  截止閥內部三維穩態流場 ……………………………………………… 62    4？？ 2  節流型截止閥流體動力學特性研究 …………………………………… 66       4？ 2？？ 1  數值模擬模型及計算方案 ……………………………………………… 66       4？？ 2？ 2  改進前後截止閥內部流場對比…………………………………………… 66       4？？ 2？？ 3  改進前後閥門流阻特性對比 …………………………………………… 68    4？？ 3  閥芯結構變化對節流型截止閥流體動力學特性的影響 ……………… 73       4？？ 3？？ 1  閥門結構模型…………………………………………………………… 73       4？？ 3？？ 2  數值模擬和實驗對比 …………………………………………………… 73       4？？ 3？？ 3  閥芯結構對節流型截止閥性能參數的影響 ……………………………… 75       4？？ 3？？ 4  閥芯結構對節流型截止閥內部流動特性的影響…………………………… 76第 ５ 章   流程閥門含固兩相流動及流致磨損數值計算方法 ……………… ８０   5？？ 1  含固兩相流動計算方法簡介 …………………………………………… 80    5？？ 2  基於歐拉￣ 拉格朗日方法的數值計算模型 …………………………… 81       5？？ 2？ 1  連續相計算模型 ………………………………………………………… 81       5？？ 2？？ 2  離散相運動方程 ………………………………………………………… 81       5？？ 2？？ 3  顆粒和壁面的踫撞反彈模型 …………………………………………… 87       5？？ 2？？ 4  磨損計算模型…………………………………………………………… 88    5？？ 3  數值計算策略 …………………………………………………………… 90第 ６ 章   氣固兩相流程閘閥流動及磨損分析………………………………… ９２   6？？ 1  全開狀態下閘閥內部稀氣固兩相流動特性研究 ……………………… 93       6？？ 1？？ 1  物理模型和數值模擬方案 ……………………………………………… 93       6？？ 1？？ 2  數值模擬驗證…………………………………………………………… 95       6？？ 1？？ 3  顆粒對氣體流場的影響 ………………………………………………… 96    6？？ 2  全開狀態下閘閥稀氣固兩相流致磨損研究 …………………………… 99       6？？ 2？？ 1  物理模型及網格劃分 …………………………………………………… 99       6？？ 2？？ 2  數值模擬驗證 ………………………………………………………… 101       6？？ 2？？ 3  結果與討論 …………………………………………………………… 104    6？？ 3  閘閥不同開度下兩相流致磨損研究 ………………………………… 113       6？？ 3？？ 1  物理模型和數值模擬方案 ……………………………………………… 113       6？？ 3？？ 2  數值模擬驗證 ………………………………………………………… 115       6？？ 3？？ 3  閘閥兩相流阻特性 …………………………………………………… 119       6？？ 3？？ 4  閘閥氣固兩相流動規律 ………………………………………………… 119       6？？ 3？？ 5  閘閥磨損分析 ………………………………………………………… 123第 ７ 章   基於凹槽結構的閘閥磨損改進研究 ……………………………… １３０   7？？ 1  數值模擬方案及驗證 ………………………………………………… 130       7？？ 1？？ 1  物理模型 ……………………………………………………………… 130       7？？ 1？？ 2  數值模擬方案 ………………………………………………………… 130       7？？ 1？？ 3  數值模擬驗證 ………………………………………………………… 132    7？？ 2  水平放置凹槽結構兩相流動及磨損分析 …………………………… 135       7？？ 2？？ 1  高度差對氣流場的影響 ………………………………………………… 135       7？？ 2？？ 2  高度差對顆粒分布的影響 ……………………………………………… 137       7？？ 2？？ 3  高度差對磨損的影響 ………………………………………………… 138    7？？ 3  傾斜放置凹槽結構兩相流動及磨損分析 …………………………… 143       7？？ 3？？ 1  氣相流場變化規律 …………………………………………………… 144       7？？ 3？？ 2  顆粒分布變化規律 …………………………………………………… 144       7？？ 3？？ 3  顆粒磨損變化規律 …………………………………………………… 148    7？？ 4  凹槽結構兩相流動及磨損實驗研究 ………………………………… 152       7？？ 4？？ 1  實驗方案 ……………………………………………………………… 1537？？ 4？？ 2  凹槽結構內部顆粒分布特性 …………………………………………… 156       7？？ 4？？ 3  凹槽後壁面的磨損特征 ………………………………………………… 156第 ８ 章   液固兩相球閥流動及磨損分析 …………………………………… １６２   8？？ 1  數值計算設置及驗證 ………………………………………………… 162       8？？ 1？？ 1  流體計算域的建立和參數設置 ………………………………………… 162       8？？ 1？？ 2  實驗方案 ……………………………………………………………… 164       8？？ 1？？ 3  數值模擬驗證 ………………………………………………………… 165    8？？ 2  球閥內部固液兩相流動特性分析 …………………………………… 168       8？？ 2？？ 1  球閥固液兩相流量繫數 ………………………………………………… 168       8？？ 2？？ 2  固體顆粒對閥門內部流場的影響 ……………………………………… 169       8？？ 2？？ 3  固體顆粒分布規律 …………………………………………………… 169    8？？ 3  球閥主要壁面的磨損特性 …………………………………………… 171       8？？ 3？？ 1  閥芯流道磨損特性 …………………………………………………… 171       8？？ 3？？ 2  閥芯下遊管道磨損特性 ………………………………………………… 175       8？？ 3？？ 3  球體表面及閥體表面磨損特性 ………………………………………… 182參考文獻 ………………………………………………………………………… １８３

流程閥門是一種廣泛使用的流程調控裝備？ 其調控功能主要依靠改變 流道通流面積來實現？ 閥門內部隨調控過程而變化的復雜流動特征是影響 其安全性和可靠性的內在因素？ 本書針對單相和含固兩相等工況？ 從基礎 理論、 數值計算和實驗研究等方面對流程閥門開展研究？ 建立了單相工況 流程閥門調控過程流體動力學特性計算方法？ 獲得了不同結構流程閥門的 調控特性與內部流動特征？ 建立了流程閥門含固兩相流體動力學特性及流 致磨損計算方法？ 獲得了閥內兩相流動特征及內部流道的磨損特性？ 為流 程閥門的設計以及可靠運行提供了理論和技術支撐？本書可作為流程閥門教學人員和科研人員的參考書？ 對從事流程閥門 產品設計和實際應用的工程技術人員也具有重要的借鋻和參考價值？

朱祖超林哲 著

流程閥門是流程輸送的主要調控裝備？ 廣泛應用於石油、 化工、 電力、 冶金、 輕工、 農業、 民用和國防各領域？ 在國民經濟中占有重要的地位？ 流程閥門的調 控功能主要依靠啟閉件的升降、 滑移、 旋擺或回轉運動改變流道面積大小來實現？ 其實質是調控閥門內部流體的流動規律？ 在閥門的節流作用下？ 閥門內部極易產 生漩渦、 回流、 二次流等不穩定渦流狀態？ 這些復雜流動狀態的產生和發展是導 致閥門運行失效的主要內在因素？ 同時？ 由於流程閥門使用環境的多樣化？ 其內 部流通的介質常常不是單一的流體？ 而是流體和固體的混合介質？ 閥門內部渦流 與顆粒運動相互耦合？ 不僅會導致閥門內部流體動力學特性的復雜化？ 還將致 使閥門內部流道表面出現不同程度的磨損？ 從而降低閥門的工作壽命？ 影響輸 送繫統的安全性和可靠性？ 盡管國內外研究人員對流程閥門內部流體動力學的 特性開展了一些研究？ 但是由於閥門種等