ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В РЕГУЛИРУЮЩЕМ КРАНЕ ПОВОРОТНО-ЗОЛОТНИКОВОГО ТИПА

В процессе испытаний опытной конструкции поворотно-золотникового регулирующего крана (ПЗК) зафиксированы негативные явления, препятствующие его нормальной работе в заданном диапазоне параметров рабочей среды. К ним относятся: возникновение значительного усилия на сервоприводе, препятствующего открытию ПЗК при течении пароводяного потока, а также интенсивные вибрации, приводящие к повреждениям ПЗК при течении перегретого пара. Для анализа причин указанных эффектов выполнены 3D-расчеты гидродинамики проточной части ПЗК с помощью пакета STAR-CD и 3D-расчеты термомеханического состояния конструкции ПЗК с помощью пакета ANSYS Mechanical. Расчеты температурного и напряженно-деформированного состояния показали, что деформация конструкции под действием температурных градиентов при существующей величине зазоров не может привести к увеличению сил трения, тормозящих движение золотника ПЗК при его открытии. Результаты целенаправленных экспериментов показали, что противодействие открытию ПЗК оказывают гидродинамические силы, величина которых зависит от параметров рабочего тела и степени открытия ПЗК. Расчетами гидродинамики обосновано улучшение вибрационного состояния ПЗК при реверсивном направлении течения рабочего тела.