[发明专利]迷宫槽式阀门内件的设计方法

权利要求书

1.一种迷宫槽式阀门内件的设计方法，其特征在于，包括：

建立迷宫槽内不发生空化汽蚀现象所需满足的防空化关系方程，所述防空化关系方程包括出口压力、介质饱和蒸汽压力、介质密度和迷宫槽出口速度；

建立介质从入口出至出口处压力损失关系方程，所述防空化关系方程包括出口压力、入口压力、实际总流阻系数、介质密度及迷宫槽出口速度，所述总流阻系数忽略沿程阻尼；

根据所述防空化关系方程和所述压力损失关系方程计算出实际总流阻系数的最小取值，即最小总流阻系数；

预设迷宫盘的外径尺寸，预设迷宫盘的厚度，并预设迷宫槽的结构尺寸，所述迷宫槽包括多段直槽段，相邻两直槽段之间相互垂直，所述迷宫槽各处深度相等，所述迷宫槽采用从入口至出口方向槽宽逐渐增大的渐扩结构，且在同一段直管段中，沿长度方向各处的槽宽相等；

根据预设的迷宫槽的结构尺寸计算整个迷宫槽的实际总流阻系数，所述实际总流阻系数的计算忽略沿程阻尼；

若所述实际总流阻系数大于或等于该最小总流阻系数，则以预设的相应迷宫槽的结构尺寸作为设计尺寸，若所述实际总流阻系数小于该最小总流阻系数，则调整所述迷宫槽的结构尺寸，直至相应的实际总流阻系数大于或等于所述最小总流阻系数。

2.根据权利要求1所述的迷宫槽式阀门内件的设计方法，其特征在于：

所述防空化关系方程为：

P₂-P_υ≥ρV²

其中，P₂为出口压力，P_υ为介质饱和蒸汽压力，ρ为介质密度，V为迷宫槽出口速度；

所述压力损失关系方程为：

其中，P₁为入口压力，ε为实际总流阻系数；

根据所述防空化关系方程和所述压力损失关系方程，则有实际总流阻系数ε需满足：

则最小总流阻系数

3.根据权利要求2所述的迷宫槽式阀门内件的设计方法，其特征在于，根据预设的迷宫槽的结构尺寸计算整个迷宫槽的实际总流阻系数的方法包括：

对迷宫槽各处截面突变的类型进行分类，获取各截面突变类型相对应的局部流阻系数；

根据所述迷宫槽的结构尺寸，获取该迷宫槽中各直槽段相应的扩张系数；

根据各所述局部流阻系数和各所述扩张系数计算所述实际总流阻系数。

4.根据权利要求3所述的迷宫槽式阀门内件的设计方法，其特征在于：

所述迷宫槽的截面突变类型包括：

截面方向以90°转角突变，其局部流阻系数定义为ε₁；

截面突然缩小，其局部流阻系数定义为ε₂；

截面突然扩大，其局部流阻系数定义为ε₃；

所述扩张系数的计算公式为：

其中，a_n-1为当前直槽段相对前一直槽段的扩张系数，b_n为当前直槽段的槽宽，b_n-1为前一直槽段的槽宽，其中，n为从入口至出口方向当前直槽段的顺序序号。

5.根据权利要求4所述的迷宫槽式阀门内件的设计方法，其特征在于：

当迷宫槽中，各直槽段的扩张系数为不定值时，各直槽段相应的扩张系数依次为：

所述实际总流阻系数的计算公式为：

ε＝ε₂a₁²a₂²...a_n-1²+ε₁a₁²a₂²...a_n-2²+…+ε₁a₁²a₂²+ε₁a₁²+ε₁+ε₃。

6.根据权利要求4所述的迷宫槽式阀门内件的设计方法，其特征在于：

当迷宫槽中，各直槽段的扩张系数为定值时，各直槽段相应的扩张系数均为：

所述实际总流阻系数的计算公式为：

ε＝ε₂a^2n-2+ε₁a^2n-4+…+ε₁a²+ε₁+ε₃。