阀板在不同开度下直管流场的部分速度云图如 图3所示。不同开度下气流速度的最大值如表1所示。由速度云图和表1可知,蝶阀安装在直管中时,气体在阀板前腔的流动比较稳定,绕过阀板后,速度发生了很 大 改变,阀板开 度为0° ~ 70°时,气流速度的最大值随着阀板开度的增大而增大;开度达到70°时,在 阀板下出流 开 口处,气流速度的最大值达到最高;之后阀板开继续从70°增至90°时,阀板与气体来流方向夹角较小,阀板背面气流速度变化不大。

(a)θ=30°

(b)θ=40°

(c)θ=70°

图3 直管流场速度云图

表1 直管流场的最大速度

阀板在不同开度下直管流场的部分压力云图如图4所示。不同开度下流场压强P_u的最小值如表2所示。由压力云图和表2可知,当气体流过蝶阀时,阀板上游的压强为正压,其值稳定;阀板后侧面压强为负压,阀板后侧面附近区域内各点压强差异较大。在阀板开度为0°~60°时,负压区域和负压绝对值随着开度的增大而增大;阀板开度为60°~70°时负压区域逐渐减小,负压绝对值在阀板开度为70°时达到最大;阀板开度从70°增至90°时,负压区域和负压绝对值均逐渐减小。

(a)θ=30°

(b)θ=40°

(c)θ=70°

图4 直管流场压力云图

表2 直管流场中的压强最小值

综上分析可知,蝶阀安装在直管中,气流流过阀板时会生成漩涡,阀板开度较小时气体通过阀板后速度改变较大,此时形成的漩涡强度较大,随着θ的增大,阀板与气体来流方向的夹角减小,边界层分离减弱,漩涡强度减小;负压区域随着开度的增大而扩大,直到阀板开度超过60°时,负压区域才慢慢缩小。