0 引言

在变工况气力输送系统中，调节阀对系统压力改变及流量调节起着重要的作用。众所周知，调节阀内部流动情况复杂，容易产生耗能的增大、系统的不稳定、噪声等问题。为在设计上减缓以上问题，分析空气调节阀内部流动机理及阀壁面压力分布规律显得较为重要[1～2]。为快速准确地把握阀内部流动机理，国内外已广泛采用数值模拟方法，其中运用CFD流体分析软件具有良好的可靠性[3～5]。

针对拉丁舞专业考核特殊性，应从多个角度，全面考核学生。考核方式可设置为:出勤考核、课堂表现、月考、期末模拟考和期末实作考试(主要为实作内容)。考核的内容可分为必考内容和加分内容，必考内容为规定教材动作，而加分内容则可按照各教师各自依据不同班级学生水平编排的组合。

不过我们上面引用的报价只是单个引闪器的，进行无线引闪的话你至少需要两个引闪器，价格上自然也会翻倍，这听起来感觉就没那么实惠了。不过高价格能让你得到100米以上的无线通信范围，16频道4组的引闪分组功能。

式中：对式(3)及其中相关函数R(xi,xj,θ)选择与未知参数估计的更多介绍，可参考文献[21]。本文取Gaussian函数作为相关函数并用R软件的“DiceKriging”程序包[22]执行Kriging模型。

本文对一种新型滑动式空气调节阀内部流动机理及阀芯壁面压力分布规律进行分析。该调节阀及进出口管道均具有旋转体特征，采用验证可靠的数值方法模拟了该调节阀在不同Re及不同开度下的流场，并分析了流体流向及Re对流场及阀芯壁面压力分布的影响。

1 控制方程及数值方法

1.1 控制方程及数值方法

选取Z=150mm截面流线图如图3（a），流场在台阶下角落处有涡产生，其他区域分布均匀。取台阶前5mm处y方向Vx值与实验值[8]作比，如图3（b）所示，二者基本重合。取台阶下游壁面摩擦应力并拟合曲线如图3（c），得出再附点距台阶Xr/h=4.71，其中模拟值，文献实验结果为Xr/h=4.98。二者相对误差为4.8%，模拟结果与文献吻合良好，说明所采用的数值方法具有良好的可靠性。

沿江引水闸运行调度多采用定流量控制方式，对日均流量和最大流量提出要求，利用水闸自动监控实现水闸过闸流量的自动调节，既能保障调度指令的严格执行，又能促进水闸的安全运用，减轻运行人员劳动强度，实现水闸控制运用自动化。

 

2.2.1 流场分析

2.锅置火上，下油烧至五成热，放入姜、葱炸香，放入泡辣椒节炒几下，加入汤烧开，打去浮沫加入火锅中，下醋。酱油、精盐煮开，滴香油便可烫食各种原料。

1.2 数值方法验证

后台阶物理模型用于数值方法的验证已得到广泛认可，且后台阶流动的绕流机理与调节阀内部的绕流类似，因此选择后台阶流动对拟采用的数值方法进行验证。

建立如图1所示的三维计算域[8]，上游通道高度H=470 mm，台阶高度 h=30 mm，通道宽度 W=300mm，台阶距来流入口LL=3000mm。计算域采用六面体网格，在边界及台阶处细化，来流区域与出流区域相对稀疏，图2为XY截面示意图，采用的网格数量是8×105。入口为速度入口（均匀来流），出口为自由出流，台阶及其他壁采用固壁无滑移条件。

阀内气流流动为充分发展湍流，标准κ-ε模型对于充分发展湍流能够有良好的适用性，因此采用标准κ-ε湍流模型[ 6～ 7]。数值方法采用基于有限体积法的SIMPLE算法联立求解各离散方程，离散方式采用二阶迎风格式计算以保证具有良好的计算精度。

1）物理模型及数值边界条件

  

图1 后台阶计算域模型

  

图2 Z=150 mm截面网格示意图

2）数值模拟结果及分析

滑动式调节阀为旋转体，阀内气流流动属于轴对称定场低速不可压湍流。柱坐标下的控制方程如下：

  

图3 后台阶流动模拟结果

2 对称阀芯滑动式调节阀

2.1 物理模型及边界条件

对称阀芯滑动式调节阀及其进出口管道的子午面、坐标系原点（阀中心）如图4所示。阀内流体由左侧流进，阀芯可顺逆流两方向移动且阀芯行程一致。计算域由管壁、阀体、阀芯、轴中心线、速度入口、自由出流等边界围成。其中L1与L3为进出口管道且长度分别为5D、10D，管道直径为D。L2部分为调节阀且由阀体、阀芯组成。进出口通道长度的设计是为了考虑到流态的充分发展。模拟了调节阀处于不同阀芯位移l/D及不同Re下的流场分布。特征长度取入口管径，速度为入口速度，流体介质为标准空气。

  

图4 调节阀与管道的子午面示意图

计算区域采用四边形网格与三角形网格并用，在调节阀节流部分细化，来流区域与出流区域相对稀疏，如图5所示。采用的网格数量为1.1×105。入口为速度入口（均匀来流），出口为自由出流，阀芯表面，阀体表面及管道表面边界条件为固壁无滑移，下边界为对称轴。

  

图5 调节阀与管道的子午面网格划分

2.2 数值模拟结果及分析

式中：U为空气流速，m/s；r和x为柱坐标径向及水平方向，m；ρ为空气密度，kg/m3；p 为压强，Pa；fr为体积力，N，不计；ν为运动粘度，m2/s。

定义当阀芯逆流移动时，流体流向为流开式。当阀芯顺流移动时，流体流向为流闭式。由于调节阀在流体流动方向为对称结构，阀芯顺流移动相当于阀芯逆流移动的同时改变流体流向。图中在相同的—l/D—下顺逆流的流场不同，说明流体流向对调节阀流场有一定影响。分析原因，流体流向的不同对流场的影响主要表现在流场流道的不同，当阀芯逆流移动时，流场流道为先渐缩后渐扩，当阀芯顺流移动时则表现为先渐扩后渐缩。

选取Re=89621时不同l/D及l/D=-0.14时不同Re的流场，如图6所示。图中l为阀芯移动位移，X为轴横坐标。阀芯处于原点时l/D=0，顺流移动时，l/D值为正。由图可知，当—l/D—值不变时，流动处于自模状态，流场与Re无关。当l/D=0时，流场分布均匀。阀芯偏离原点后，流场与阀芯移动方向有关。在逆流移动过程中，l/D到达一定值后，在阀体的中心部位开始有涡产生且涡随着—l/D—增大而增大。在顺流移动过程中，l/D到达一定值后，流场开始在节流口后管壁周围出现漩涡,继续向右移动发现，阀体靠左部位也有涡产生且涡随着—l/D—值增大而增大。

吉尔认为不同处理阶段存在着精力分配竞争的关系。认为议员需要通过协调能力来帮助处理这种竞争关系。当听和理解阶段和转换阶段有特殊需求时，注意力会改变导向。从产出上可以观察到议员注意力改变和协调的努力：1，流利的产出，说明这一语序列作为一个单独的整体被编码和检索；2，沉默停顿反映了对输入、形成、检索的高度注意力分配；3，有声停顿，反映了更多的注意力分配给了计划或检索，而且多于听力。

  

图6 不同阀芯位移l/D不同Re下流场分布

2.2.2 阀芯表面压力分布

从计算结果中提取不同l/D不同Re下阀芯壁面压力绘成曲线如图7。a、b、c、d、e表示同一l/D下不同Re的阀芯壁面压力分布曲线，f则表示同一Re下不同l/D下的阀芯表面压力分布曲线。由图可知，当l/D一定时，阀芯表面压力分布随着Re增大不均匀性加剧。当Re一定，阀芯顺逆流移动具有相同—l/D—值时，阀芯壁面压力分布规律相似但有所不同，具体表现在极值点位置不变但大小上逆流移动大于顺流。阀芯表面始终存在压力极值点A、B点（如图4），且最大压力A始终处于阀芯迎流的最极端部位，最小压力B处于阀芯表面拐角，且均与l/D，Re值无关。

  

图7 对称阀芯表面压力在X方向分布曲线

3 锥状阀芯滑动式调节阀

3.1 物理模型及边界条件

调节阀及其进出口管道的子午面、坐标系原点（阀中心）如图8所示。阀内流体由左侧流进，阀芯沿顺流方向移动。计算域，组成部分L1，L2，L3及边界条件与对称阀芯调节阀表示一致。计算区域采用四边形网格与三角形网格并用，如图9所示，网格数量为1.1×105。

  

图8 调节阀与管道的子午面示意图

  

图9 调节阀与管道的子午面网格划分

3.2 数值模拟结果及分析

3.2.1 流场分析

给出如图10所示Re=89621时不同阀芯位移l/D流线图。阀芯处于原点时l/D=0，为全开状态。阀芯向右移动，l/D逐渐增大。由图可知，流场中始终有涡流产生。当l/D=0时，流场在阀体壁面拐角处有涡产生。随着l/D逐渐增大，流场涡流区域逐渐增大且位置保持不变。l/D增大至一定值后，在节流口下管壁周围开始出现漩涡。分析原因，随着l/D逐渐增大，阀芯上流流道渐扩下流流道渐缩，从而导致流场不均匀性增强，涡流区域增大数量增多。

 

  

图10 Re=89621时不同l/D下流场分布

3.2.2 阀芯表面压力分布

图11分别为六种不同阀芯位移l/D值下的阀芯表面在X方向的压力分布曲线。由图可知，阀芯表面压力分布随着Re的增大压力分布不均匀性加剧。随着l/D值逐渐增大，阀芯表面始终存在压力极值点A、B点，且最大压力A始终处于阀芯迎流的最极端部位，最小压力B处于阀芯表面拐角处，且均与l/D，Re值无关。

 

  

图11 锥状阀芯表面压力在X方向分布曲线

4 结论

1）流场受开度及流体流向影响，同一开度下流开型流场比流闭型要平缓。相同流体流向下流场随着开度减小而逐步出现漩涡，涡流随开度减小而增大。

2）阀开度一定时，流体流向及Re对阀芯壁面压力分布均有影响。流开型流向的壁面压力比流闭型要大，阀芯表面的压力分布曲线随着Re的增大震荡性加剧。

3）阀芯壁面存在压力极值点A、B且位置不随开度改变而改变，最大压力点A始终处于阀芯迎流的最极端部位，最小压力点B始终处于阀芯壁面拐角处。

(1)开课前的准备：开课前，根据教学目标制定符合混合式教学的教学任务，进行知识点的整体划分，为每个知识点编写教学目标。初步进行网络教学平台的建设，发布课程介绍、教学大纲、授课计划、教师信息、课程通知，对选课学生、教学权限进行管理，完善试题试卷库和常见问题库。同时，搜集教学视频或录制微课。

参考文献

[1] 谢玉东,王勇,刘延俊.调节阀技术研究综述[J].化工自动化及仪表,2012,39(9):1111-1114.

[2] 肖鑫.调节阀流场分析与结构优化研究[D].哈尔滨:哈尔滨工程大学,2013.

[3] Davis JAJ. Development of Control Valve Design Tools Utilizing Computational Fluid Dynamics. Ar-kanasa: Arkanasa university,2000.

[4] 高怡秋,周振东,张李伟.基于CFD的蒸汽调节阀流量特性研究之一[J].汽轮机技术,2011,53(5):328-330.

[5] 颜震,李峰,刘永良.黑水调节阀内闪蒸现象的CFD探索[J].液压与气动,2014,(2):98-100.

[6] 石娟,姚征,马明轩.调节阀内三维流动与启闭过程的数值模拟及分析[J].上海理工大学学报,2005,(6):498-502.

[7] 徐亮亮.基于CFD调节阀内部流场数值模拟研究与结构优化[D].上海:华东理工大学,2016.

[8] 陈国定.后台阶流动控制研究[D].南京:南京航空航天大学,2012.