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      三偏心蝶閥的動水力矩計算
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      • 發 布 人: kongbei
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      • 三偏心蝶閥的動水力矩計算
      • 摘要: 利用理想流體的定常、無旋流動的假定,用有限差分法在直角坐標系中求解拉普拉斯方程,得到蝶板截面上
        的壓力分布,從而計算出蝶板在各個開度下的動水力矩,這種方法對于計算對稱或非對稱蝶閥的力矩十分可行. 另
        外還設計了求解的程序并給出了動水力矩曲線.
        關鍵詞: 蝶閥; 三偏心; 動水力矩; 有限差分法
        中圖分類號: TH134   文獻標識碼: A

         動水力矩是蝶閥設計中的一個重要參數,尤其
        是在研究管路中的水錘壓力時,應準確地了解閥門
        的啟閉速度和在各種開度下作用在轉軸上的力矩.
        當然,對于中線對稱閥瓣的蝶閥,其力矩可按經驗公
        式計算[1 ] :
        Md =
        2 gmβ ×10- 9
        ξβ - ξ0 +
        2 gH
        v2
        HD3  (N ·mm) (1)
        式中, mβ 為開度為β角時的動水力矩系數;ξβ 為開
        度為β角時的阻力系數;ξ0 為全開(β= 0) 時的阻力
        系數; v 為流速,mm/ s ; D 為公稱通徑,mm ; H 為計
        算升壓在內的最大靜水頭,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 為計算壓力,
        MPa ;Δp 為閥前壓力升值,MPa.
          收稿日期: 2003203205
          作者簡介: 杜兆年(19362) ,男,浙江上虞人,教授.
          式(1) 中的動水力矩系數mβ 和阻力系數ξβ 等
        均是根據具體的閥瓣結構和閥瓣開度等參數而確定
        的實驗系數. 因此,對于目前結構形式多樣的偏心蝶
        閥仍舊使用上述公式計算力矩,必然會帶來較大的
        誤差.
        本文采用理想流體無旋流動的假定,簡化問題,
        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,并進而
        求出作用在轉軸上的力矩.
        1  同心蝶閥的動水力矩
        同心蝶閥的動水力矩用經驗公式求取,誤差比
        較小. 下面給出一個計算實例作一直觀的了解.
        已知b = 8 mm , D = 80 mm , v = 1 m/ s ,則由式
        (2) 可得: H = 6. 351 m ,各開度下的系數由文獻[ 1 ]
        查表可以得到. 由式(1) 計算出閥瓣在各個開度下
        的動水力矩,將獲得的數據處理后得到動水力矩擬
        合曲線,見圖1. ...
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