阀门数学物理模型及数值计算方法
1 物理模型
耐磨风量调节阀的结构如图3（a）所示，阀内径D0=200mm，阀体高度H=300mm，条形孔及孔桥的宽度均为20mm，活动多孔板与带导流板的固定多孔板相互错开10mm，此时阀的开度为50%，导流板的长度为60mm，阀出口处加长管长度为300mm。另外为了进行流场的比较，这里提出一种常见的插板阀其开度与耐磨风量调节阀相同。
2 数学模型及计算方法
RNG k-ε模型是一个双方程的湍流模型，它是从原始的基本方程推导而来的，模型的系数以理论结果为依据，不需要借助任何实验结果[5]。文献[6，7]应用此模型模拟湍流流动，结果表明：RNG k-ε模型优于标准的是k-ε模型。因此本研究从工程实用性角度和模拟湍流的适用性出发，利用RNG k-ε模型来模拟阀内的湍流流场。
模拟计算采用的App是由FORTRAN90开发的，网格划分采用数学级数法，并在条形孔处进行局部加密，压力场和速度场的耦合采用SIM-PLE算法求解。
基本方程及封闭模型
三维气相湍流流动守恒方程组包括连续性方程、动量方程和RNG k-ε方程，可以表达成通用形式
div（ρvΦ）-div（ΓgradΦ）=SΦ （1）
式中：Φ在连续性方程中取1，在动量方程中表示u，v和w三个方向的速度，在RNG k-ε湍流模型中表示湍动能k和耗散率ε；SΦ表示源项。
2 边界条件
入口边界为w=17m/s，壁面边界为无滑移边界条件，出口为充分发展条件。
3 数值模拟结果分析
模拟结果如图4及图5所示，
的速度矢量图可以看出，当耐磨风量调节阀开度为50%时，固定多孔板的出口处流场变化较大，但是经过导流板后，在导流板出口处流场开始变得比较均匀，没有出现回流和偏流现象。
可知，在耐磨风量调节阀的出口处，即高度z=0.3m处，流体运动速度沿断面分布就较均匀了。对于含尘气流，在通过多孔板后，粉尘浓度沿阀体断面分布是比较均匀的，这样与阀体发生切削碰撞的粉尘数量很少，并且由于速度比较低，因此对阀体的磨损将大大减轻.而对于插板阀，当开度为50%时，
b）可以看出，在阀体内及出口处，出现了严重的偏流和回流现象，即使是在加长管的出口处，这种现象仍然存在，气流偏向一侧。若为含尘气流，绝大部分粉尘将会以很高的速度与阀体一侧发生切削碰撞，由于磨损与速度的三次方成正比，因此这必然会导致粉尘对阀体的磨损加剧.另外，
b）可知，在插板阀的出口处，即z=0.3m，速度沿断面的分布很不均匀，这将会使阀后的管件磨损加剧。
通过对比分析可以看出，在气流通过耐磨风量调节阀和插板阀后，前者在很短的距离内即可使气流速度变得比较均匀，而后者则需要很长的距离.上述模拟结果表明，
耐磨风量调节阀的原理及结构是合理的，不论是对阀的本体，还是对其后的管件，均具有较好的防磨效果。与一般的插板阀相比，耐磨风量调节阀具有使用寿命长、安装位置不受限制、调节方便等优点，可应用于除尘系统中进行阻力平衡和风量调节，其应用前景广阔。
