某汽輪機(jī)補(bǔ)汽閥流場(chǎng)數(shù)值模擬及改進(jìn)

何崢梁， 張 雪， 趙洪羽， 劉云鋒， 王 健， 馬天吟， 黃典貴

(1．上海理工大學(xué) 能源與動(dòng)力工程學(xué)院，上海 200093；2．哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司，哈爾濱 150046； 3．哈爾濱工業(yè)大學(xué) 能源科學(xué)與工程學(xué)院，哈爾濱 150001)

補(bǔ)汽閥作為調(diào)節(jié)再熱蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)中壓級(jí)的裝置，是汽輪機(jī)重要的附屬部件[1]，對(duì)機(jī)組的安全運(yùn)行有著重要意義。研究人員針對(duì)汽輪機(jī)閥門(mén)內(nèi)部流場(chǎng)的復(fù)雜流動(dòng)進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬研究，通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法主要研究閥門(mén)內(nèi)部氣流流場(chǎng)在不同工況下的流動(dòng)特征以及典型位置處的壓力波動(dòng)，利用數(shù)值模擬方法可以揭示流場(chǎng)三維形態(tài)分布，以捕捉閥門(mén)真實(shí)工作狀態(tài)下的內(nèi)部流場(chǎng)結(jié)構(gòu)，分析閥內(nèi)蒸汽流場(chǎng)參數(shù)的變化和分布規(guī)律。

田豐等[2]試驗(yàn)研究了300 MW機(jī)組閥門(mén)不同配汽方式對(duì)閥門(mén)提升機(jī)構(gòu)工作特性的影響，發(fā)現(xiàn)在不同配汽方式下機(jī)組脹差、汽缸金屬溫度、高中壓缸排汽溫度和振動(dòng)特性等均具有明顯差異。Zhang等[3]通過(guò)布置在Venturi閥門(mén)閥頭壁面處的壓力傳感器測(cè)量壓力波動(dòng)，得出閥頭附近不對(duì)稱的非穩(wěn)定流動(dòng)會(huì)導(dǎo)致閥門(mén)噪聲、振動(dòng)等問(wèn)題的結(jié)論。Yonezawa等[4]通過(guò)壓力傳感器測(cè)量閥頭和閥座壁面壓力波動(dòng)，將閥門(mén)流動(dòng)特征分為5種情況。Batoli[5]首先提出將計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)方法應(yīng)用于液壓閥的研究，結(jié)合理論方法、數(shù)值方法和實(shí)驗(yàn)方法，分析了閥門(mén)內(nèi)流動(dòng)損失產(chǎn)生的主要部位。Domnick等[6]利用CFD方法研究了某大型汽輪機(jī)進(jìn)汽閥的非定常流動(dòng)，采用SAS-F(ZFLES)方法研究了閥門(mén)內(nèi)部時(shí)變流場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)在不同工況下，閥門(mén)喉部下游存在貼壁流動(dòng)、附壁射流和分離射流3種主要流動(dòng)結(jié)構(gòu)。曾立飛等[7]利用Fluent軟件數(shù)值模擬計(jì)算了閥碟在不同振動(dòng)模式下閥門(mén)內(nèi)流場(chǎng)結(jié)構(gòu)的變化，發(fā)現(xiàn)當(dāng)閥碟頂端振幅小于0.6 mm時(shí)，閥碟上壓力出現(xiàn)隨機(jī)波動(dòng)；當(dāng)閥碟頂端振幅為1 mm時(shí)，閥碟上壓力隨閥碟移動(dòng)呈現(xiàn)周期性變化。Mazur等[8-10]對(duì)比了汽輪機(jī)進(jìn)汽閥數(shù)值模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果，證實(shí)了CFD方法的可靠性。屠姍等[11]針對(duì)汽輪機(jī)GX-1型調(diào)節(jié)閥，通過(guò)壓力脈動(dòng)測(cè)量試驗(yàn)以及全三維數(shù)值模擬對(duì)閥內(nèi)復(fù)雜非定常流動(dòng)進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)在調(diào)節(jié)閥喉部存在非對(duì)稱不穩(wěn)定流動(dòng)現(xiàn)象，中小壓比時(shí)閥座附近氣流會(huì)出現(xiàn)自由射流與附壁射流反復(fù)交變的現(xiàn)象。董建華等[12]對(duì)600 MW超超臨界汽輪機(jī)高壓主調(diào)閥流場(chǎng)進(jìn)行了全三維數(shù)值模擬，研究了在主汽閥內(nèi)安裝濾網(wǎng)及擋板時(shí)對(duì)整個(gè)主調(diào)閥流場(chǎng)的影響,研究發(fā)現(xiàn)擋板會(huì)抑制主汽閥內(nèi)分離渦的形成，使喉部流動(dòng)更均勻；而濾網(wǎng)改善了流動(dòng)的穩(wěn)定性，調(diào)節(jié)閥閥碟下方的渦脫落現(xiàn)象也得到了有效改善。

筆者采用CFD數(shù)值模擬計(jì)算方法，對(duì)某汽輪機(jī)補(bǔ)汽閥不同開(kāi)度工況進(jìn)行三維流場(chǎng)數(shù)值模擬，分析了蒸汽的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)，得到閥門(mén)內(nèi)不同測(cè)點(diǎn)處壓力波動(dòng)的時(shí)變特性，并結(jié)合數(shù)值模擬結(jié)果對(duì)閥芯結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，使閥腔內(nèi)部流動(dòng)更穩(wěn)定，達(dá)到改善閥門(mén)內(nèi)關(guān)鍵部位的渦脫落現(xiàn)象及提高閥門(mén)氣動(dòng)性能的目的。

1 計(jì)算模型

圖1為補(bǔ)汽閥整體剖面線圖，閥腔右側(cè)開(kāi)口端由閥蓋封閉。補(bǔ)汽閥的蒸汽流體計(jì)算域如圖2所示，閥門(mén)系統(tǒng)由進(jìn)口、補(bǔ)汽閥出口和主調(diào)閥出口構(gòu)成，其中蒸汽通過(guò)水平環(huán)繞的補(bǔ)汽孔流出閥腔，剩余氣體流入主調(diào)閥。為保證流動(dòng)能充分發(fā)展，避免由于出口回流導(dǎo)致數(shù)值計(jì)算誤差，將閥門(mén)出口段和進(jìn)口段進(jìn)行延長(zhǎng)處理。

圖1 閥門(mén)結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 計(jì)算域

2 模擬計(jì)算

2.1 網(wǎng)格劃分、工質(zhì)物性與邊界條件設(shè)置

對(duì)計(jì)算域進(jìn)行網(wǎng)格劃分，網(wǎng)格類(lèi)型為六面體混合非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格。補(bǔ)汽閥Z-X平面上補(bǔ)汽孔處截面網(wǎng)格如圖3所示。在補(bǔ)汽閥補(bǔ)汽孔出口附近蒸汽的壓力梯度和速度梯度較大，氣體參數(shù)變化劇烈，故在此處對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行加密處理。壁面第一層網(wǎng)格高度為3×10-4mm，穩(wěn)態(tài)計(jì)算采用SST湍流模型，瞬態(tài)計(jì)算采用分離渦模擬(DES)方法。

為了準(zhǔn)確計(jì)算水變化蒸氣實(shí)際氣體的熱物性，依據(jù)IAPWS-IF97公式設(shè)置并添加指定壓力、溫度范圍的水蒸氣工質(zhì)，求解方程組中計(jì)入了水蒸氣狀態(tài)方程。當(dāng)閥門(mén)進(jìn)口質(zhì)量流量與總出口質(zhì)量流量差值小于1%，殘差值小于0.000 1時(shí)，認(rèn)為計(jì)算基本收斂。計(jì)算結(jié)果表明，喉部壁面y+<1，滿足湍流模型計(jì)算要求。閥門(mén)內(nèi)蒸汽非定常流場(chǎng)參數(shù)設(shè)置見(jiàn)表1。

表1 計(jì)算參數(shù)設(shè)置

2.2 網(wǎng)格無(wú)關(guān)性驗(yàn)證

為了排除網(wǎng)格數(shù)對(duì)數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果的影響，進(jìn)行網(wǎng)格無(wú)關(guān)性驗(yàn)證。選取829萬(wàn)、1 182萬(wàn)、1 668萬(wàn)和2 265萬(wàn)4組網(wǎng)格數(shù)，將補(bǔ)汽閥出口質(zhì)量流量作為考核指標(biāo)，計(jì)算結(jié)果如表2所示。

表2 網(wǎng)格無(wú)關(guān)性驗(yàn)證

從表2可以看出，隨著網(wǎng)格數(shù)的增加，網(wǎng)格2～網(wǎng)格4對(duì)應(yīng)的出口質(zhì)量流量有一定變化，但變化很小。另外，閥門(mén)出口質(zhì)量流量的設(shè)計(jì)值為76.39 kg/s，計(jì)算結(jié)果誤差均在3%以內(nèi)，可認(rèn)為已滿足要求。綜合考慮時(shí)間成本和計(jì)算精度，選取網(wǎng)格3進(jìn)行計(jì)算。

3 結(jié)果與分析

3.1 流場(chǎng)結(jié)構(gòu)分析

對(duì)開(kāi)度分別為100%、66%、40%、20%、12%和5%的補(bǔ)汽閥內(nèi)流域進(jìn)行穩(wěn)態(tài)計(jì)算。選取100%、40%和5% 3個(gè)典型開(kāi)度代表大、中和小開(kāi)度進(jìn)行流場(chǎng)分析。

閥栓Z-X豎直中分面上，不同開(kāi)度的馬赫數(shù)(Ma)云圖和流線圖分別如圖4和圖5所示。可以看出，氣流流經(jīng)補(bǔ)汽孔時(shí)蒸汽流速變化劇烈。各開(kāi)度下，蒸汽流速均在補(bǔ)汽孔內(nèi)達(dá)到最大，全開(kāi)工況下蒸汽最大馬赫數(shù)達(dá)到0.842。狹窄的補(bǔ)汽孔通道使得蒸汽出現(xiàn)明顯的節(jié)流現(xiàn)象，隨著氣流流出補(bǔ)汽孔，蒸汽流速逐漸減小。由于兩側(cè)高速射流間的沖擊作用，閥門(mén)內(nèi)流場(chǎng)極不穩(wěn)定，湍流流動(dòng)劇烈，蒸汽的壓損增大。

(a) 100%開(kāi)度

(b) 40%開(kāi)度

(c) 5%開(kāi)度

在中大開(kāi)度下高速蒸汽流出補(bǔ)汽孔后在閥腔內(nèi)對(duì)沖摻混，在閥腔中心形成低速區(qū)，使得閥芯空腔及擴(kuò)壓段近壁面處形成大量的渦，導(dǎo)致閥腔內(nèi)局部區(qū)域形成較大的壓力差，產(chǎn)生幅值較大的壓力脈動(dòng)。當(dāng)開(kāi)度減小時(shí)，射流的影響范圍減小，強(qiáng)度減弱，閥腔內(nèi)的渦流強(qiáng)度逐漸減弱。各個(gè)開(kāi)度下均未出現(xiàn)超音速流動(dòng)和激波現(xiàn)象。

3.2 測(cè)點(diǎn)壓力脈動(dòng)分析

補(bǔ)汽閥內(nèi)的蒸汽流動(dòng)復(fù)雜，常伴隨有不同強(qiáng)度的漩渦、對(duì)沖摻混等流動(dòng)現(xiàn)象，非定常特征明顯。對(duì)閥門(mén)內(nèi)部蒸汽非定常流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算，獲得閥門(mén)內(nèi)部蒸汽壓力的時(shí)變特性。在補(bǔ)汽閥空腔和擴(kuò)壓段中分對(duì)稱面的壁面對(duì)稱布置4個(gè)壓力測(cè)點(diǎn)，如圖6所示。

(a) 100%開(kāi)度

(b) 40%開(kāi)度

(c) 5%開(kāi)度

圖6 壓力測(cè)點(diǎn)位置

對(duì)100%、40%和5% 3種典型開(kāi)度下閥門(mén)內(nèi)部蒸汽非定常流場(chǎng)進(jìn)行分析，壓力波動(dòng)隨時(shí)間的變化如圖7所示，其中橫坐標(biāo)t為時(shí)間，縱坐標(biāo)p0為測(cè)點(diǎn)蒸汽靜壓力?？梢钥闯?，由于蒸汽經(jīng)過(guò)補(bǔ)汽孔后在閥腔中劇烈摻混，流場(chǎng)變得極不穩(wěn)定，不同測(cè)點(diǎn)處蒸汽的流動(dòng)狀態(tài)并不完全一致，不同開(kāi)度下壓力波動(dòng)特征也存在一定差別。大開(kāi)度下，蒸汽流動(dòng)最劇烈，壓力波動(dòng)范圍最大，空腔中達(dá)到0.6 MPa，擴(kuò)壓段約為0.3 MPa，此時(shí)湍流強(qiáng)度最強(qiáng)。隨著開(kāi)度的減小，各測(cè)點(diǎn)的壓力波動(dòng)范圍逐漸減小，同時(shí)伴隨著流量和流速的減小，擴(kuò)壓段壁面處的平均壓力隨開(kāi)度的減小而升高。

(a) 100%開(kāi)度

(b) 40%開(kāi)度

(c) 5%開(kāi)度

提取瞬態(tài)模擬結(jié)果中各測(cè)點(diǎn)壓力隨時(shí)間的波動(dòng)數(shù)據(jù)，對(duì)其進(jìn)行快速傅里葉變換得到測(cè)點(diǎn)壓力脈動(dòng)的頻域信息。壓力脈動(dòng)頻譜如圖8所示，其中橫坐標(biāo)f為頻率成分，縱坐標(biāo)為頻率對(duì)應(yīng)的壓力脈動(dòng)幅值?？梢钥闯?，大開(kāi)度下各測(cè)點(diǎn)的壓力脈動(dòng)均為寬頻信號(hào)，漩渦脫落頻率的頻帶較寬，表現(xiàn)出強(qiáng)湍流脈動(dòng)性，并存在頻率為80 Hz的主頻。中開(kāi)度下，脈動(dòng)頻率成分分布與大開(kāi)度時(shí)類(lèi)似，而低頻區(qū)域能量更大，高頻區(qū)域能量相對(duì)較小，總體信號(hào)成分極其復(fù)雜。小開(kāi)度下頻率成分清晰，存在100 Hz和300 Hz的主頻，其余頻率的信號(hào)能量較低。同開(kāi)度下各測(cè)點(diǎn)表現(xiàn)出的頻譜特性基本一致，壓力脈動(dòng)幅值隨開(kāi)度的減小而降低。其中空腔內(nèi)的壓力脈動(dòng)幅值均大于擴(kuò)壓段，說(shuō)明空腔中的漩渦強(qiáng)度更大，對(duì)流場(chǎng)整體的擾動(dòng)也更強(qiáng)。

(a) 100%開(kāi)度

(b) 40%開(kāi)度

(c) 5%開(kāi)度

3.3 改進(jìn)設(shè)計(jì)

通過(guò)對(duì)原閥門(mén)進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算，發(fā)現(xiàn)在閥芯空腔中不斷出現(xiàn)低頻率的大尺寸渦，為閥門(mén)激振的產(chǎn)生創(chuàng)造了條件。閥門(mén)激振是由低頻率高幅值的流體壓力波動(dòng)引起的。閥芯空腔中漩渦不斷產(chǎn)生-生長(zhǎng)-運(yùn)動(dòng)-消亡的過(guò)程使流體產(chǎn)生壓力波動(dòng)。流體不斷沖擊結(jié)構(gòu)內(nèi)壁，作為激勵(lì)源引起結(jié)構(gòu)振動(dòng)。

閥腔內(nèi)壓力波動(dòng)較大，漩渦結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而閥腔結(jié)構(gòu)是閥門(mén)流場(chǎng)的主要影響因素。針對(duì)復(fù)雜的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)，需要控制并減少流動(dòng)分離和漩渦強(qiáng)度。保持原閥腔整體結(jié)構(gòu)不變，針對(duì)閥芯結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)：填實(shí)原有閥芯內(nèi)的空腔結(jié)構(gòu)，同時(shí)為了避免蒸汽在流出補(bǔ)汽孔后高速對(duì)沖造成不必要的損失，在閥芯底部添加圓錐角，將圓錐面與水平面的夾角定義為α，如圖9所示。為了便于比較改進(jìn)前后閥門(mén)的通流能力，在相同升程下，使補(bǔ)汽孔的總通流面積相同。

(a) 改進(jìn)前

(b) 改進(jìn)后

為了更好地衡量結(jié)構(gòu)改進(jìn)對(duì)閥門(mén)通流能力的影響，計(jì)算了閥門(mén)的流量系數(shù)和流阻系數(shù)。流量系數(shù)是衡量閥門(mén)通流性能的指標(biāo)，其數(shù)值越大,說(shuō)明流體流過(guò)閥門(mén)時(shí)壓損越小，閥門(mén)通流能力越好；而流阻系數(shù)則表示閥門(mén)對(duì)流體的阻礙作用，其大小取決于閥門(mén)結(jié)構(gòu)、尺寸和閥腔形狀等。通常流阻系數(shù)越小，閥門(mén)的通流能力越好。

流量系數(shù)和體積流量的經(jīng)驗(yàn)公式分別為：

(1)

(2)

流阻系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)公式為：

(3)

式中：Kv為流量系數(shù)，m2；ζ為流阻系數(shù)；qV為體積流量，m3/h；ρ為流體介質(zhì)密度，kg/m3；Δp為閥門(mén)前后壓差，Pa；d為閥門(mén)管道公稱直徑，m；v為流體速度，m/s。

以40%開(kāi)度為例，將α在0°～60°內(nèi)等間距取5個(gè)角度，分別對(duì)閥腔流道進(jìn)行數(shù)值模擬，得到不同α下的流量系數(shù)和流阻系數(shù)，如圖10所示。

圖10 40%開(kāi)度時(shí)不同圓錐夾角下的流量系數(shù)和流阻系數(shù)

從圖10可以看出，α=15°時(shí)閥門(mén)的流量系數(shù)最大，流阻系數(shù)最小，既避免了無(wú)錐角時(shí)蒸汽射流直接對(duì)沖造成的摻混損失，又可防止角度過(guò)大對(duì)流道形成局部堵塞，此時(shí)的閥門(mén)通流能力最好，因此選取α=15°進(jìn)行閥門(mén)流場(chǎng)數(shù)值模擬計(jì)算。

3.4 結(jié)果分析

對(duì)改進(jìn)后的閥腔流道采用相同的邊界條件及分析方法，得到了改進(jìn)后的補(bǔ)汽閥內(nèi)部穩(wěn)態(tài)流場(chǎng)馬赫數(shù)和流線分布圖，如圖11和圖12所示?？梢钥闯?，結(jié)構(gòu)改進(jìn)后，中大開(kāi)度時(shí)，由于圓錐結(jié)構(gòu)的緩沖作用，高速蒸汽流出補(bǔ)汽孔后沒(méi)有形成直接的對(duì)沖，減少了流體的能量耗散。射流尾跡在擴(kuò)壓段內(nèi)形成了較為穩(wěn)定的流動(dòng)狀態(tài)，僅在下游管道與近壁面處的低速蒸汽摻混，在壁面附近形成穩(wěn)定且對(duì)稱的回流渦，減少了對(duì)流場(chǎng)的擾動(dòng)，大幅抑制了壓力在流場(chǎng)中的無(wú)序變化。小開(kāi)度下擴(kuò)壓段中沒(méi)有形成對(duì)稱渦，但渦流區(qū)域相比原閥門(mén)結(jié)構(gòu)明顯減少。

(a) 100%開(kāi)度

(b) 40%開(kāi)度

(c) 5%開(kāi)度

(a) 100%開(kāi)度

(b) 40%開(kāi)度

(c) 5%開(kāi)度

由于沒(méi)有了空腔，故選取測(cè)點(diǎn)1監(jiān)測(cè)壓力脈動(dòng)，壓力頻譜如圖13所示?？梢钥闯觯倪M(jìn)后隨著補(bǔ)汽閥擴(kuò)壓段內(nèi)渦脫落結(jié)構(gòu)減少，擴(kuò)壓段內(nèi)的壓力脈動(dòng)幅值明顯降低，蒸汽在擴(kuò)壓段的流動(dòng)隨時(shí)間變化更穩(wěn)定。大開(kāi)度下，大于200 Hz的壓力脈動(dòng)幅值從0.1 MPa降到0.01 MPa以下，低頻區(qū)域的最大壓力脈動(dòng)幅值從0.2 MPa降到0.1 MPa；而中開(kāi)度時(shí)頻率成分更為清晰，10 Hz、70 Hz和90 Hz左右的壓力脈動(dòng)幅值由改進(jìn)前的0.1 MPa以上降至低于0.03 MPa，其余頻率的壓力脈動(dòng)幅值均降至0.001 MPa左右，全頻率相比于改進(jìn)前均明顯降低，壓力波動(dòng)相對(duì)更穩(wěn)定，有效規(guī)避了流體與閥腔間的激振。小開(kāi)度下由于改進(jìn)前壓力脈動(dòng)幅值已經(jīng)相對(duì)較小，此時(shí)結(jié)構(gòu)的變化對(duì)壓力波動(dòng)主頻的影響不再明顯。結(jié)構(gòu)改進(jìn)對(duì)流場(chǎng)壓力脈動(dòng)的影響主要體現(xiàn)在中大開(kāi)度時(shí)。

(a) 100%開(kāi)度

(b) 40%開(kāi)度

(c) 5%開(kāi)度

結(jié)合數(shù)值模擬得到的補(bǔ)汽閥進(jìn)出口壓力和速度等相關(guān)參數(shù)，計(jì)算得到各開(kāi)度下閥門(mén)改進(jìn)前后的流量系數(shù)和流阻系數(shù)，如表3所示。從表3可以看出，結(jié)構(gòu)改進(jìn)后，各開(kāi)度下閥門(mén)流量系數(shù)均有所增大，流阻系數(shù)均有所減小，說(shuō)明改進(jìn)后流場(chǎng)的穩(wěn)定性提高使得閥門(mén)各開(kāi)度下氣動(dòng)性能都得到了提升，改善了閥門(mén)的通流能力。其中，隨著開(kāi)度的增大，閥芯結(jié)構(gòu)改進(jìn)對(duì)閥門(mén)通流能力的增益效果不斷提高，在12%開(kāi)度時(shí)效果最佳。流體壓降是流體流動(dòng)時(shí)克服流道阻力引起的，由于閥芯沒(méi)有了空腔，避免了流體在空腔內(nèi)不斷形成渦流而造成局部阻力及總壓損失，減小了進(jìn)出口壓差。

4 結(jié) 論

(1) 原閥門(mén)內(nèi)的蒸汽流動(dòng)非常復(fù)雜，在補(bǔ)汽孔下游及喉部附近伴隨有蒸汽從兩側(cè)對(duì)沖摻混及撞擊等現(xiàn)象，使得速度場(chǎng)分布不均勻，在空腔和下游擴(kuò)壓段內(nèi)形成大量頻率較低的渦，湍流流動(dòng)劇烈，增大了蒸汽的壓損。改進(jìn)后的閥芯結(jié)構(gòu)避免了流出補(bǔ)汽孔的高速蒸汽射流直接對(duì)沖，在下游擴(kuò)壓段中射流尾跡穩(wěn)定，流場(chǎng)漩渦范圍大幅減小，有效改善了擴(kuò)壓管道內(nèi)的速度分布，流動(dòng)穩(wěn)定性大大提高。

表3 改進(jìn)前后閥門(mén)流量系數(shù)及流阻系數(shù)的對(duì)比

(2) 在中大開(kāi)度下，渦結(jié)構(gòu)周期性的形成與脫落對(duì)流場(chǎng)產(chǎn)生擾動(dòng)，原閥腔內(nèi)壓力劇烈變化，壓力脈動(dòng)頻率成分更加復(fù)雜，渦脫落頻率的頻帶較寬。改進(jìn)后，閥腔內(nèi)壓力脈動(dòng)幅值降低，頻率成分更為清晰。中開(kāi)度下，除主頻外，其余頻率范圍的壓力脈動(dòng)幅值從0.03 MPa降至0.01 MPa左右。

(3) 結(jié)構(gòu)改進(jìn)后閥門(mén)的流量系數(shù)增大，流阻系數(shù)減小，閥門(mén)的氣動(dòng)性能和通流能力得到改善，有助于提升機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。改進(jìn)閥門(mén)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，對(duì)實(shí)現(xiàn)流動(dòng)減阻具有重要的研究意義。在后續(xù)工作中將對(duì)所研究閥門(mén)的啟閉動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能進(jìn)行研究，并開(kāi)展相關(guān)性能試驗(yàn)驗(yàn)證。