抗氣蝕串聯多級節流控制閥設計研究

耿圣陶 ，徐 滟 ，明 友 ，陳鳳官 ，王 渭 ，余宏兵 ，郝偉沙 ，葉曉節

（1.合肥通用環境控制技術有限責任公司，合肥 230088；2.合肥學院，合肥 230601；3.合肥通用機械研究院有限公司，合肥 230031）

0 引言

高壓差惡劣工況下，普通單座控制閥使用壽命很短，閃蒸和空化引起的氣蝕是主要原因。對此，串聯多級節流控制閥通過將高壓差分解為多個較小壓差，逐次分步減壓，有效抑制氣蝕破壞，提高使用壽命，并減少噪聲和振動。抗氣蝕串聯多級節流控制閥設計難點主要為兩方面：一是閥內介質壓力合理分配，二是各級節流額定節流面積的確定。對于閥內介質壓力分配，裘葉琴給出各級節流壓降逐級減半的分配方法［1］，不僅缺少理論依據，而且也沒有給出各級壓降分配與各級節流額定節流面積分配之間對應關系，造成后續多級節流閥內件結構參數計算困難。而對于串聯各級節流額定節流面積的確定，較少見到公開發表的定量研究文獻。

1 典型結構特征

串聯多級節流控制閥流體連續流過若干彎曲流道，通過流體連續扭曲、同時反復壓縮膨脹來耗散能量，從而實現串聯多級節流內件的減壓降速效果，即分步逐級減壓，讓每級減壓壓力高于蒸汽飽和壓力，有效抑制氣蝕和高速流體沖刷，同時減少振動和噪聲。閥內件為金屬硬密封結構，保留了相對寬大的曲折流道， 結合多級閥芯與消能室內壁多級肋板之間的剪切作用，適用于高壓差、高溫以及含固流體工況中［2-3］。

按閥芯結構可分為不平衡型和平衡型。……