[发明专利]一种提高进排气阀的排气能力的实现方法

权利要求书

1.一种提高进排气阀的排气能力的实现方法，其特征在于，基于气体状态参数的机理研究，建立进排气阀流线数学模型；针对每个供水系统，根据进排气阀流线数学模型进行理论进排气量计算，按照规范规定，进行常规进排气阀型号、规格的确定，并计算出排气流量系数；基于排气性能测试平台，记录、计算选取的进排气阀的实际排气量；设计同规格的进排气流道为流线型的变截面进排气阀，并在排气性能测试平台进行安装，基于排气性能测试平台，记录、测试并计算进排气流道为流线型的变截面进排气阀的实际排气量及排气流量系数；在完成同等排气量的条件下，变截面进排气阀选用较小口径；

所述进排气阀流线数学模型如下：

当小于1.892时，

其中：是管内空气通过进排气阀排气出口时的真实质量流量，C_d为进排气流量系数，即真实质量流量与排出期间管内空气通过进排气阀排气出口时的理论质量流量之间的关系，为管内空气的绝对压力，Av为进排气阀排气出口截面；R为气体常数，T_a为管内的开氏温度，为大气压绝对压力；

当大于1.892时，

由进排气阀流线数学模型可知，进排气能力与进排气流量系数密切相关，所述进排气能力通过采用进排气阀的空气流道提高排气能力；

所述进排气阀的空气流道的流动控制方程建立：

进排气阀流道内空气流速快，根据连续介质控制方程，建立质量、流量以及能量守恒方程，由于考虑空气的可压缩性以及紊流特性，还包括气体状态方程，紊流流动的特征线方程，基于笛卡尔坐标系，忽略砌体力和热源影响，进行无量纲处理，三维连续介质控制方程的守恒形式如下：

式中：Q为守恒量；E、F、G为流通量；下标v为粘性通量，表达式如下：

式中：ρ为气体密度；u、v、w为x、y、z方向的流速；e为单位质量的内能；P为压强；q为能量通量；R_e为雷诺数；τ为应力张量，且等于层流与紊流剪应力之和；各方向上的剪切应力如下：

式中：为层流剪应力；为紊流剪应力；k为湍动能；

由热传导引起能量通量公式如下：

式中：μ_l为分子粘性系数；μ_t紊流粘性系数；Pr_l为普朗特数；Pr_t为紊流普朗特数；T为温度；γ为气体比热比；Ma_∞为来流马赫数；

为模拟变截面进排气阀的进排气流道流线特性，采用RNG k-ε模型进行数据处理。

2.根据权利要求1所述的提高进排气阀的排气能力的实现方法，其特征在于，所述变截面进排气阀包括具有低压大量进排气功能的大孔口进排气装置、具有预防冲击水锤和弥合水锤功能的缓冲装置，所述大孔口进排气装置的底部与缓冲装置连接。

3.根据权利要求2所述的提高进排气阀的排气能力的实现方法，其特征在于，所述大孔口进排气装置包括截面由小-大-小组成全通径的排气流道的大孔口进排气阀体，该排气流道的任何过流截面面积不小于阀门的规格面积，且阀体内的流道呈流线型，所述大孔口进排气阀体内设置有可上下移动的浮球，且在大孔口进排气阀体的底部设有浮球托盘，在大孔口进排气阀体的顶部出口处设有阀座，且阀座的顶部设有压盖。

4.根据权利要求3所述的提高进排气阀的排气能力的实现方法，其特征在于，所述阀座采用铜合金密封和橡胶密封组合的密封结构。

5.根据权利要求3所述的提高进排气阀的排气能力的实现方法，其特征在于，所述浮球为光滑圆球状自由浮球。

6.根据权利要求2所述的提高进排气阀的排气能力的实现方法，其特征在于，所述缓冲装置包括截面由小-大-小的缓冲阀体，所述缓冲阀体内设有缓冲板，在缓冲阀体的顶部设有接管，接管上套有防水锤阀瓣，接管上端与阀体位于大孔口进排气装置和缓冲装置之间的部分连接。