先导式截止阀采用小阀门控制大阀门的策略,即通过控制先导阀实现改变阀芯上下表面的压力差进而实现控制截止阀启闭的目的。与传统截止阀相比,先导式截止阀具有执行结构小、运行能耗低、响应速度快等优点。本文提出了一种安装于管道拐角部位的角型先导式截止阀并建立了该阀门的三维模型;首先,利用实验对数值模拟有效性进行了验证;其次,运用CFD方法分析阀芯几何参数及工作状态对垂直型、角型、水平型先导式截止阀内部流场的影响;最后,运用动网格技术分析阀芯几何参数对角型先导式截止阀开启过程的影响。主要研究内容如下:(1)对含有不同阀芯几何参数的三种先导式截止阀在不同工作状态下进行稳态分析。分析阀芯几何参数以及不同工作状态对阀门流场和阀芯上下表面压强差的影响;归纳阀芯上下表面压强差的工程估算公式;分析不同阀芯几何参数对水平型先导式截止阀阀芯下表面压强分布的影响。阀芯几何参数主要包含阀芯外径、阀芯小孔直径、阀芯小孔数目及阀芯小孔距离。不同工况包含入口流速以及阀门开度。(2)建立阀芯受力方程以及运动方程。根据受力与运动方程编写UDF程序定义阀芯的运动过程,对角型先导式截止阀的开启过程进行动态模拟。对含有不同阀芯几何参数的角型先导式截止阀的开启状态进行动态模拟分析,研究阀门内部流场的变化和阀芯的位移、受力以及速度变化情况,对阀门的开启过程有了更加全面和清晰的认识。本文研究成果对先导式截止阀的优化设计和工程应用具有重要的指导意义。