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三偏心蝶閥的動(dòng)水力矩計(jì)算

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更新時(shí)間：2015-06-10
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摘要: 利用理想流體的定常、無(wú)旋流動(dòng)的假定,用有限差分法在直角坐標(biāo)系中求解拉普拉斯方程,得到蝶板截面上
的壓力分布,從而計(jì)算出蝶板在各個(gè)開(kāi)度下的動(dòng)水力矩,這種方法對(duì)于計(jì)算對(duì)稱或非對(duì)稱蝶閥的力矩十分可行. 另
外還設(shè)計(jì)了求解的程序并給出了動(dòng)水力矩曲線.
關(guān)鍵詞: 蝶閥; 三偏心; 動(dòng)水力矩; 有限差分法
中圖分類號(hào): TH134 　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A

　動(dòng)水力矩是蝶閥設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要參數(shù),尤其
是在研究管路中的水錘壓力時(shí),應(yīng)準(zhǔn)確地了解閥門
的啟閉速度和在各種開(kāi)度下作用在轉(zhuǎn)軸上的力矩.
當(dāng)然,對(duì)于中線對(duì)稱閥瓣的蝶閥,其力矩可按經(jīng)驗(yàn)公
式計(jì)算[1 ] :
Md =
2 gmβ ×10- 9
ξβ - ξ0 +
2 gH
v2
HD3 　(N ·mm) (1)
式中, mβ 為開(kāi)度為β角時(shí)的動(dòng)水力矩系數(shù);ξβ 為開(kāi)
度為β角時(shí)的阻力系數(shù);ξ0 為全開(kāi)(β= 0) 時(shí)的阻力
系數(shù); v 為流速,mm/ s ; D 為公稱通徑,mm ; H 為計(jì)
算升壓在內(nèi)的最大靜水頭,mm ,且
H = 9. 8 ×104 ( p +Δp)
　或　　　　　H =
b
0. 054 D
3
　　　　(2)
式中, b 為閥瓣中心處厚度,mm ; p 為計(jì)算壓力,
MPa ;Δp 為閥前壓力升值,MPa.
　　收稿日期: 2003203205
　　作者簡(jiǎn)介: 杜兆年(19362) ,男,浙江上虞人,教授.
　　式(1) 中的動(dòng)水力矩系數(shù)mβ 和阻力系數(shù)ξβ 等
均是根據(jù)具體的閥瓣結(jié)構(gòu)和閥瓣開(kāi)度等參數(shù)而確定
的實(shí)驗(yàn)系數(shù). 因此,對(duì)于目前結(jié)構(gòu)形式多樣的偏心蝶
閥仍舊使用上述公式計(jì)算力矩,必然會(huì)帶來(lái)較大的
誤差.
本文采用理想流體無(wú)旋流動(dòng)的假定,簡(jiǎn)化問(wèn)題,
求解拉普拉斯方程,得出速度的分布,然后再由伯努
利方程(Bernoulli) 求出閥瓣上的壓力分布,并進(jìn)而
求出作用在轉(zhuǎn)軸上的力矩.
1 　同心蝶閥的動(dòng)水力矩
同心蝶閥的動(dòng)水力矩用經(jīng)驗(yàn)公式求取,誤差比
較小. 下面給出一個(gè)計(jì)算實(shí)例作一直觀的了解.
已知b = 8 mm , D = 80 mm , v = 1 m/ s ,則由式
(2) 可得: H = 6. 351 m ,各開(kāi)度下的系數(shù)由文獻(xiàn)[ 1 ]
查表可以得到. 由式(1) 計(jì)算出閥瓣在各個(gè)開(kāi)度下
的動(dòng)水力矩,將獲得的數(shù)據(jù)處理后得到動(dòng)水力矩?cái)M
合曲線,見(jiàn)圖1. ...

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