0 引言
汽轮发电机进汽组织根据更改进到汽轮发电机的蒸汽流量或总流量主要参数，进而更改其输出功率或转速比，以满足不一样情况的必须。做为汽轮发电机进汽组织的关键构成部分，调节阀门的气动式特性和安全性会对全部汽轮发电机组的合理性造成立即的危害，因此调节阀门的设计一直以来遭受设计师的高度重视［1］。调节阀门凹模构造繁琐，受研究方法限定，一直以来以基础理论估算和实验科学研究做为首要的研究方法。因为调节阀门在不一样打开部位时，其载流总面积并不是参量，并且阀后工作压力又随闸阀开启度转变，关联比较复杂，因而根据概念测算精确地获得闸阀总流量有较大艰难，而一些参考文献中给定的工作经验曲线图通常是对于指定的闸阀型线，其实用性受限制，且精密度和精确度通常难以实现规定［2］；而根据实验科学研究虽可以得到闸阀的整体特性，例如总流量可变气门正时曲线图、提高力曲线图、闸阀损害等特点，但无法掌握闸阀内部结构的繁杂流动性关键点。传统式的设计方式从设计模型、生产加工、实验到数据交换直到真正调节阀门运行状态的实体设计方案进行，整个过程不但时间长耗费大，并且出现许多的可变性［3］。
近些年，伴随着测算流体力学（CFD）和互联网技术的迅猛发展，选用有限元分析方式对其里面的繁杂流动性开展科学研究变成很有可能。有限元分析方式不但可以节省很多的人工和资产，更可以仿真模拟和捕获调节阀门真正工作中情况下内部结构势流及其技术参数的变动和分散规律性，使设计师和技术人员对其里面的繁杂流动性获得更多方面的了解，从而改善其内部结构势流构造，减少流动性损害，最后改进闸阀的调整特点及可靠性能［4］。
1 研究对象
文中以某型汽轮发电机组进汽调节阀门做为研究对象，根据基础理论推论并融合有限元分析方式对它进行科学研究。为达到柴油发电机额定值主要参数运作时对总流量调整的规定，文中调节阀门阀碟选用梨型阀构造，如下图1所显示。该阀在开启度较钟头，总流量转变折射率并不大，有利于开展低工作状况时的总流量调整。
图1 调节阀门平面图
2 闸阀特点测算
一直以来，针对调节阀门的探讨以实验科学研究为主导，根据实验获得特殊闸阀型线的流量系数、彭台门指数等主要参数，最后获得闸阀的总流量特点。而对于文中设计的闸阀，设计师选用有限元分析方式来替代实验全过程，获得系统软件完整的数值，再融合基础理论测算，最后获得闸阀特点。
2.1 几何图形测算
几何图形主要参数包含：阀碟半经R1；R1圆心距轴心间距Y；两圆心点水平距离b；高压闸阀半经R；可变气门正时L，如下图2所显示。
图2 闸阀几何图形主要参数
空隙间距
交角
空隙距轴心间距
调节阀门咽喉总面积
在L取不一样值时，即不同开启度下，测算出闸阀咽喉总面积，可获得可变气门正时－咽喉总面积关联：
（1）
如下图3所显示，闸阀在小开启度时，咽喉总面积较小，且扩大的速率较缓，有益于对小总流量的调整与操纵。
2.2 临界值流量计算公式
当已经知道阀构造规格时，其总流量Qv决策于阀前主要参数p0、v0，阀后工作压力p1，不一样可变气门正时时闸阀的咽喉总面积Fv，有阀门流量公式：
（2）
式中，Φ为闸阀流量系数；βv为彭台门指数。
当闸阀开启度转变时，式中咽喉总面积Fv及其彭台门指数βv都随着产生变化，因而难以根据公式计算（2）算出其总流量Qv。
图3 可变气门正时－咽喉总面积曲线图
针对梨型阀其临界压比类似放缩喷头，跟闸阀咽喉总面积与出入口总面积比例f相关，临界压比公式计算为：
（3）
当压比时，根据阀体的蒸气处在临界值流动性，这时闸阀总流量为临界值总流量Qvcr，彭台门指数βv=1；当压比ε时，根据阀体的蒸气处在亚临界值流动性，这时闸阀总流量为具体总流量Qv，彭台门指数βv＜1，且有表达式：
（4）
依据上述表达式得知，若算出临界值总流量Qvcr，及其彭台门指数βv，就可以求出闸阀具体总流量Qv。
若阀前主要参数p0、v0保持一致，当p1很钟头（），则闸阀可做到临界值总流量Qvcr。也就是说，只需出入口工作压力低于某一工作压力时，闸阀总流量将实现一个稳定值，这时再减少出入口工作压力总流量也不会造成转变，这时总流量即是临界值总流量。这一点针对CFD仿真模拟而言是很容易达到的，对于不一样开启度时的闸阀实体模型，维持通道初始条件不会改变，调节出入口边工作压力，直到压力再次减少总流量都不造成转变，就可以获得该阀体的临界值总流量，在获得在不一样开启度时的临界值总流量后，则有表达式（5），如下图4所显示。
（5）
图4 可变气门正时－临界值总流量曲线图
2.3 彭台门指数测算
彭台门指数表现了闸阀具体总流量与临界值总流量的关联，即在不一样压比下总流量的转变，因而彭台门指数是压比的函数公式。当阀前主要参数保持一致时，彭台门指数为阀后负担的函数公式，因为彭台门指数传统式的经验公式定律只有应对特殊型线的闸阀，有较大的局限，没法运用于文中中的闸阀，因而文中根据CFD有限元分析方式 来求得βv。可觉得彭台门指数仅为工作压力的函数公式，那麼维持闸阀实体模型开启度不会改变，通道初始条件不会改变，调节出入口边工作压力，各自算出阀后在差异工作压力时闸阀的总流量，则该流量与该开启度下的临界值总流量之比即是闸阀的彭台门指数，即表达式（6），如下图5所显示。
（6）
图5 阀后工作压力－彭台门指数曲线图
2.4 总流量可变气门正时测算
穿过调节阀门后喷头的总流量依据弗留格尔公式计算
（7）
式中，Qc、Qcp为喷头变工作状况及其额定值工作状况时的总流量；p1、p1p为喷头前变工作状况及其额定值工作状况时的工作压力；p2、p2p为级后变工作状况及其额定值工作状况时的工作压力；当背压式p2、p2p很钟头，可类似觉得
可获得表达式：
（8）
依据持续方程式，流过调节阀门的总流量相当于喷头总流量，即Qv=Qc，则可获得阀后工作压力与调节阀门总流量表达式：
（9）
又依据前边所得的Qv=Qvcrβv，βv=f（p1）可获得表达式：
（10）
如下图6，即不一样临界值总流量所相应的真实总流量。又依据前边得到的可变气门正时－临界值总流量表达式Qvcr=f（L），就可以获得闸阀可变气门正时－总流量表达式：
（11）
图6 具体总流量－临界值总流量曲线图
如下图7，依据喷头流量公式
（12）
当喷嘴做到额定值工作状况时，这时处在临界阻尼，该总流量Qc为喷头能够根据的最高总流量，这时Qv=Qc'，该数值Qv－L曲线图的规定值，这时闸阀再次提高不容易使总流量扩大。
图7 可变气门正时－具体总流量曲线图
3 结果
汽轮发电机进汽调节阀门的闸阀调整特点对所有设备的调整、运作起着非常重要的功效。文中融合调节阀门构造规格，阀后喷头总流量的测算，根据基础理论公式计算的推论，并运用有限元分析方式 获得了调节阀门临界值总流量、彭台门指数的函数关系，进而得到闸阀的总流量特点。
过去调节阀门的设计方案、测算，不论是基础理论测算或是实验科学研究，都不能精确把握汽轮发电机进汽调节阀门的调整特点及其势流关键点，伴随着计算机能力及其CFD技术性的不断进步健全，运用有限元分析方式 来替代实验变成了现如今建筑工程设计的发展趋势。文中根据概念估算与CFD有限元分析紧密结合，给予了一种新的闸阀设计理念，获得了具备较高精密度的闸阀特点曲线图，为将来汽轮发电机进汽调节阀门的分析进行了一定的奉献。
论文参考文献
［1］相晓伟，毛靖儒.汽轮发电机调节阀门全工作状况三维势流特点的标值科学研究［J］.西安交大学刊，2006，40（3）：289－293.
［2］胡志君，美文美句群.综合分析调节阀门可压缩性液体流量系数计算方法［J］.炼油厂化工自动化，1991，（3）：70－75.
［3］相晓伟，毛靖儒，孙弼.汽轮发电机调节阀门设计方案的新思维［J］.热量能源动力类，2006，21（3）：235－239.
［4］徐克鹏，蔡虎.大中型汽轮发电机主汽调节阀门的测试与数值计算方法［J］.能源动力类，2003，23（6）：2785－2789.
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