闸阀是工业气力输送管道系统中的重要元件。在实际使用中,由于阀门的开启和关闭,导致闸阀过流截面的变化,进而引起闸阀的内部气固两相流场分布和颗粒运动轨迹的不同,最终造成不同的阀门磨损规律。因此,本文主要研究闸板位置发生变化时,闸阀在气固两相流中流阻特性、内部流场分布规律、固相颗粒速度的分布以及闸阀主要壁面的磨损特性,为优化闸阀结构、确定闸阀主要壁面磨损位置、延长闸阀使用寿命、提高输送物质的纯度、降低污染物泄露提供良好的应用基础。主要内容如下:(1)本文采用Solidworks软件对闸阀流道进行三维建模。在实验方面,加工出了用于气固两相流实验的闸阀流道模型,对闸阀的流量系数、阻力系数和主要壁面的磨损分布进行实验研究;在数值模拟方面,基于Eulerian—Lagrangia离散相分析模型、雷诺应力湍流模型(RSM)、颗粒壁面碰撞模型、磨损预测模型,采用Gambit软件对闸阀流道进行网格划分,通过FLUENT软件进行数值模拟,对进口速度10m/s、14m/s、18m/s,颗粒粒径5μm、50μm、100μm、200μm、300μm,闸阀相对位置1/8~1这8个闸板不同位置的流阻特性、流场分布、颗粒速度分布、主要磨损壁面的磨损分布进行数值模拟研究。(2)分析数值模拟获得的结果,得到了闸板相对位置、进口速度、颗粒粒径对闸阀流量系数、阻力系数的影响。在此基础上,重点分析闸板相对位置1/8、2/8、4/8、1时,不同进口速度、不同颗粒粒径对闸阀压力系数、压力场、速度场、脉动速度、颗粒速度分布、主要壁面磨损分布的影响。结果表明:闸板位置对闸阀的流阻特性、脉动速度、颗粒速度分布、主要壁面的平均磨损量有着重要的影响。(3)为了验证数值模拟的准确性,本文在进口速度18m/s,颗粒粒径100μm,闸板相对位置1/8、2/8、3/8、4/8、5/8、6/8、7/8、1时,进行了气固两相流动实验,验证了数值模拟的准确性,为闸阀流阻特性和磨损预测的数值模拟研究提供了可行性。