为减轻调节阀的空化现象,以延长使用寿命,在已有研究所得到的多级降压结构基础上,对多级降压调节阀的阀芯结构进行改进。利用Fluent空化模型对不同阀芯结构下的多级降压调节阀进行数值模拟,分析其在相同压力工况下的流量系数和防空化性能,优选出最佳阀芯结构。结果表明:两种阀芯结构下的多级降压调节阀均符合等百分比流量特性;第2种阀芯结构下的调节阀流通能力更强,且产生空化现象时的临界压差更大,证明第2种多级降压阀芯结构更能改善阀门的空化现象。

针对高压调节阀使用寿命偏低的问题,以串联型的多级降压结构为基础,提出一种优化的高压差调节阀结构。采用ANSYS Fluent对阀门内部的汽蚀现象进行仿真研究,得出静压、速度、气相体积分数等一系列数据,并讨论多级降压结构对阀门性能的影响。结果表明:阀门处于小开度下,容易产生汽蚀,汽蚀部位主要位于节流孔的阀芯与阀座处;相同工况下,优化后的调节阀能够有效抵抗气蚀,从而提高阀门的使用寿命。