图6 网格划分后的套筒

2. 3参数设置及求解结果
     湍流模型假设流动为完全湍流，分子瓢性可以忽略，因此选用双方程模型的κ一ε模型。操作压力默认为一个大气压，阀前后压差设置为0. 1 MPa，与设计公式(13)一致。若要设计特定压差的符合实际工况要求的套筒，可在公式(13)中代入前后压差值，在仿真环境中分别填入前后压差值，计算可得符合工厂生产使用的特殊要求套筒。
3 仿真结果分析
    FLUENT仿真模拟后得如图7一图10所示相对流量系数K、与相对开度llL的关系，相对流量系数Kv的理论值由公式(16)一式(19}计算得到，与经过FLUENT软件迭代运算得到的仿真值相比，在30%80%区间内总体上吻合性较好。

图7 直线型流量特性套筒的仿真结果

图8  等百分比型流量特性套筒的仿真结果

图9 抛物线型流量特性套筒的仿真结果

图10 快开型流量特性套筒的仿真结果

      在小开度时调节阀内部结构对流场的影响较明显，因此在设计时应将窗口形状适当改变以减小流阻的影响、提高使用寿命，而仿真过程简化了一些复杂结构，使流阻减小，故其不符合流量特性曲线。设计大开度时为增大流通能力，窗口适当增大，故少量偏离流量特性曲线的计算值。调节阀套筒使用过程中，适用范围为30% } 80%开度区间，故设计符合要求。
      图11、图12分别是抛物线型流量特性的套筒窗口在40%和80%开度时出口处的速度分布云图。可知:40%开度时比80%开度时的速度分布更均匀，而在80%开度时，出口下方左右两侧拐角处及下侧流道拐角处流速近似0，即此处是调节阀工作时介质流动的闭死区域。

图11 抛物线型流量特性套筒40%开度时速度仿真云图

图12 抛物线型流量特性套筒80%开度时速度仿真云图

4结论
      基于调节阀套筒而积与流量公式理论，提出一种经三维建模和仿真模拟建立套筒窗口模型的设计方法。根据流量特性的不同要求，设计了满足4种固有流量特性曲线的套筒。与现存的设计方法相比，该方法有如下特点:
     (1)设计周期短，计算精准度高。避免传统设计经验公式的粗略，套筒窗口形状的设计结果更适应实际工况的工作环境。
     (2)仿真结果与理论结果大致拟合，达到实验目的。调节阀开度为30%~80%在仿真软件中的结果更接近理论计算值，小开度时因设计时避免调节阀内部流阻过大而增大流通而积，因此与理论计算值有偏差，可在这一区间范围内进行再次设计，以进一步减小误差。
     (3)按照该设计方法，可根据实际工况要求，设定前后压差值代入式(13)，并与需要达到的流量特性方程联立，求解得符合特定要求的套筒。该种套筒的流动性能能得到针对性的提高，具有一定的工程应用价价值。