上海沪工阀门厂（团体）无限公司

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1 媒介

球阀因为密封性好、无滞后景象、任务压力高、对净化不敏感、制作简略、毛病少，迩来遭到人们的喜爱，普遍利用在各类液压体系中。

 球阀就其机能评价目标而言，压力流量特征无疑是权衡其任务特征的一个主要目标。球阀出流流量与收支口压差干系可用下式表征：

 式中：C——流量系数；Ax——阀口过流面积；△P——阀收支口压差；ρ——流体密度。

从式（1）中能够看出，在活动介质肯定的环境下，Q 与 △P 的干系取决于 C 与 A。A 可由阀门布局多少特征决议。C 是一个非常庞杂的量，它与液流活动状况、阀的多少布局等身分有关，它的肯定大大都依靠于尝试方式。今朝还不计较球阀流量系数的现实计较式和通用的经历或半经历公式，这给球阀的设想与利用带来很大方便。为了弥补这方而完善，从液流活动机理动身，提出球阀流量系数计较简化模子就显得尤其主要。

2 流量系数的肯定

 流量系数的巨细现实上反应了孔口出流时阻力的丧失及过流断而的削减对出流流量的综合影响，可用下式表现：

 式中：φ——流体出流流速系数；μ——缩短系数。

(1) 流速系数的计较

按照文献《流体力学及流体机器》，可得下式：

式中：ξ——局部阻力系数

图 1 球阀布局

对图 1 环境，按照文献《机器设想手册（第四卷）》：

式中：A——进口截面积

它们的计较公式以下：

 式中：d——阀座孔直径；x——阀芯降低量；R——钢球直径。

是以，流速系数可按下式计较：

(2) 缩短系数 μ 的计较简化模子

 如图 1 所示，液流经过阀座与钢球之间空隙流出，由附面层现实可知，出流在钢球劈面前半球面不能够产生分手景象，而在阀座 A 点有能够呈现分手或流线转变标的目的引发过流断面缩短。从这个机理动身，可把流经阀口裂缝的活动分红两局部，一局部沿过道壁活动，另外一局部沿钢球壁而活动。沿过道壁而活动的流体，因为壁面外形转变呈现尖角，引发流线标的目的的俄然转变，在阀座边缘侧呈现流体过流断面的缩短，而沿钢球一侧的活动不会呈现缩短景象。是以流经钢球与阀座之间的活动现实上是外侧缩短内侧不缩短的环形流。因为环形裂缝流裂缝绝对很小，按照裂缝流现实，它能够睁开成两平板间裂缝流。再因为其存在外正面缩短景象，是以能够简化成如图 2 所示的无底坎闸孔出流活动模子，对应尺寸如图 2。

图 2 球阀内液流简化模子

其环形流外侧缩短系数可按闸孔出流环境计较拔取。

闸口流缩短系数 μ 可用儒可夫斯基现实阐发方式求值，如表 1 所示。

是以流量系数 C 可按照式（5）与表 1 计较。

3 尝试研讨

 严酷地讲，球阀流量系数 C 与雷诺数 Re（Re=Q/4dv）有紧密亲密干系，C 随 Re 的变更能够写成以下干系式：

式中：K、n 为系数、指数，与阀布局外形等有关。

 研讨标明，Re 存在临界值 Rec，并且 Re 随比值 d/(2R) 增大而变大。当 Re 跨越 Rec 后，C 不随 Re 变更，而趋于常数。普通来说 Rec 常常很小，而球阀在一般任务时 Re 弘远于 Rec。是以能够以为在任务状况下，C 是常数。

 为了考证模子的有用性及 Rec 与阀的多少尺寸干系，咱们对差别多少参数的球阀停止了尝试研讨得出，在 Re 大于 Rec 后，模子的计较成果与尝试成果符合杰出。

4 论断

 (1) 球阀流量系数在很小规模内随 Re 变更，Re 存在临界值 Rec，当 Re ＞ Rec时，C 趋于常数。

 (2) 在 Re ＞ Rec 时，木文模子计较成果与尝试值符合杰出，是以可用该模子计较球阀流量系数。