作为工艺管路的最终控制元件,调节阀在现代化工厂的自动控制中起着十分重要的作用。调节阀型线设计是调节阀设计的重要内容,对调节阀的流量调节性能有着重大影响。传统的调节阀型线设计通常采用经验试凑法、试错法,通过试验台反复测量并修改的方法对调节阀型线进行设计优化,虽然上述优化方法从工程实践中对调节阀型线优化及调节性能有一定的改善,但不能保证优化后调节阀的调节性能达到最优或更优,且此方法耗费了大量的财力和人力。设计具有优异的调节精度的调节阀节流型线,同时缩短设计周期,降低设计成本,是调节阀型线优化工作的一个重要目标。我们开展了调节阀的型线优化设计研究。基于上述分析,本文采用遗传优化算法优化设计了三通调节球阀节流盘开口型线,通过优化方法对调节阀型线进行优化设计,有效提高型线设计质量,缩短了设计周期,降低了设计成本。并运用CFD数值模拟结合样机试验进行验证。主要研究内容如下:⑴分析三通调节球阀的工作原理及结构特点,针对三通调节球阀主侧通道不同的流量特性要求,提出了通过设置进出口节流装置以满足主通道等百分比流量调节特性、侧通道直线流量调节特性的要求。⑵通过学习研究优化算法,找到了适合本文三通调节球阀主、侧通道节流盘开口型线优化设计的方法;推导了流通面积的变化关系式,找到了优化目标函数。⑶运用遗传优化算法对三通调节阀主、侧通道节流盘开口型线进行优化设计,并运用CFD数值模拟方法对所建立的三通调节球阀流道模型进行数值模拟计算,拟合流量特性曲线。⑷结合流量台测试试验,对三通调节球阀主、侧通道节流盘优化后的开口型线进行了试验验证,试验结果验证了数值模拟方法的可靠性及遗传算法的适用性。本文的研究对调节阀型线的优化设计、结构的改进、调节特性的改善、优化方法的运用具有一定的指导意义。