斜置双瓣止回阀的结构与应用研究

阀门作为流体系统中十分重要的组成部分之一，对其的研究不断深入，尤其是近年来随着流体系统节能问题被提及，对于阀门技术改造及节能问题的研究被广泛关注。早在上世纪80年代，国内就有研究人员开始对阀门结构进行改造以适应工程应用问题，但很少涉及节能型阀门的改造，由于当时CFD软件在国内的应用较少，对阀门结构进行改造之后，并未对其内部流动状态进行数值模拟，缺少对改造后阀门内部流阻系数及流量系数的深入研究。普通止回阀存在的诸多问题并未得到有效改善，比如流阻系数大、开启角度小、撞击力大及能量损失大等问题，这严重影响了流体系统的正常运行。

本文针对普通止回阀存在的问题，设计了一种新型斜置双瓣止回阀，绘制了三维模型图及二维图，对其开启过程作了详细分析，并借助Fluent软件对斜置双瓣止回阀5个工况下的流动状态进行了数值模拟，通过试验进行了验证，主要得到了以下结论：

（1）斜置双瓣止回阀严格按照阀门设计规范以及设计方案进行设计，其公称直径DN=50mm，阀瓣采用倾斜20°布置的双瓣结构，依靠流体冲击力开启，借助其自身重力分力关闭，阀瓣能够自由启闭，与其他类型止回阀相比较，斜置双瓣止回阀开启角度更大、阀瓣启闭更为灵活，全开时能够达到88°，近乎于全开，止回阀内部流道通畅，流量大，通流能力更好。

（2）在数值模拟过程中，对斜置双瓣止回阀三维模型图进行了简化，采用非结构性网格进行划分，节点数为970367，单元数为5355854，重点对斜置双瓣止回阀在30°、50°、70°、80°及88°（全开）工况下的内部流动状态进行了数值模拟，获得了压力云图、湍动能云图、速度云图及速度矢量图，并获得了止回阀在流速ν=1m/s时5个工况下的压力损失值，计算出斜置双瓣止回阀在5个工况下的理论流阻系数及流量系数，通过与普通止回阀相比较可以看出，斜置双瓣止回阀在全开工况下的流阻系数均小于其他止回阀，流阻系数更小，能量损失少，具有运行时水力小、节省电费及能耗低等优点。(www.xing528.com)

（3）通过对斜置双瓣止回阀在8个工况下的状态进行试验，获得了止回阀的压力损失值及流量数据，计算出了实际的流阻系数及流量系数，止回阀在全开工况下的流阻系数最小可达到0.55，流量系数最大可达到0.003742，试验结果与模拟结果较为接近，试验流阻系数也小于其他类型、同公称直径的止回阀。

（4）随着流体系统节能问题研究的不断深入，斜置双瓣止回阀的结构设计、数值模拟以及试验验证过程为后续流体系统节能改造及阀门结构改进提供了一定的参考。