分析了先導式安全閥流道結構幾何參數對其排放性能的影響，并采用CFD 商業軟件FLUENT 對先導閥主閥流場進行數值模擬，得出了先導式安全閥排放性能與流道結構的關系及其不同流道結構下流場的分布和排量系數的仿真曲線，為先導式安全閥排放性能的研究提供一定的理論依據。

　　先導式安全閥是一種非直接作用式安全閥，由一個主閥和導閥組成，依靠導閥排出介質驅動或控制主閥開啟。因特別適用于高背壓、大流量、高壓力和安裝位置緊湊的場合，近年來，在石油、化工、電站、冶金和核電等領域應用越來越廣泛，而排放性能是衡量安全閥性能的重要指標之一，因此開展先導式安全閥排放性能方面的研究具有重要意義。

　　先導式安全閥流道結構由帶有楔形窗口的導套與閥座、閥瓣和閥體組成( 圖1) ，閥座與閥瓣間的開啟高度、導套楔形窗口的幾何尺寸均為影響排放性能的相關因素。排量系數是影響閥門排放性能的重要參數，但是由于實驗條件的限制，對一些通徑和排量較大的閥門，目前無法測出排量，因而也計算不出排量系數，無法預測閥門的流動特性和排放性能，給閥門的結構改進和性能提高帶來了很大的不便。本文用Fluent 模擬計算流道不同流道結構下先導閥主閥的流場，得出排量系數的仿真曲線，預測先導式安全閥排放性能與閥座和閥瓣間的開啟高度、導套楔形窗口的幾何尺寸的關系，為先導式安全閥排放量的研究提供理論指導。

圖1 先導閥主閥結構及局部放大圖

數學模型

　　氣體在安全閥中的流動是可壓縮的三維流動，對湍流的模擬采用了標準的k - ε 模型和相應的控制方程〔1〕。

實體建模與邊界條件

　　按照先導式安全閥結構選取由閥體、閥座、導套和閥瓣所圍成的三維流道空間作為計算域，采用SOLIDWORKS 進行實體造型。由于流場呈對稱分布，在邊界條件中設置了對稱面，以減少計算時間。進口及出口截面分別設置成壓力進口和壓力出口，出口壓力設為大氣壓。壁面處理采用了壁面函數法。

　　采用Solidworks 和Fluent 軟件相結合模擬計算，得出在不同開啟高度下，排量系數在h /d0≥0. 25 最大，因此排放性能在h /d0≥0. 25 最佳。還計算出先導式安全閥特有的導套楔形窗口結構對流動特性有影響，但是對排放性能幾乎沒有影響，這些結論預測了先導式安全閥排放性能與流道結構的關系，可為先導式安全閥排量的研究提供理論依據。