单座调节阀空化及共振问题研究：基于 CFD 和流固耦合分析

本研究以不同开度下的单座调节阀模型为研究对象，利用计算流体动力学和流固耦合模态分析法，研究管路系统中单座式调节阀工作过程中产生的空化现象及阀芯和阀杆共振问题。结果表明，阀芯及阀座密封面间隙处易发生空化，小开度时阀内空化严重，随着阀门开度增大，空化逐渐减弱。压力脉动主要集中在阀后高流速区域，且随着流动方向逐渐减小，阀门的开度是影响流体压力脉动稳定性的重要因素，小开度时阀内压力脉动幅值较大，随着阀门开度增大压力脉动幅值减小，空化会使压力脉动幅值有所增大。当调节阀在10%开度时和20%开度时，调节阀的固有频率和压力脉动的峰值频率非常接近，容易发生共振，其他开度下，调节阀不会发生共振，最大振幅分别为 0.853 mm 和 1.563 mm。