三偏心蝶阀广泛的应用于多种多样的工业,如水量分配、下水道、石油与天然气发电厂等等,而三偏心蝶阀中的蝶板和阀杆的振动在其结构设计和应用中起着重要的作用,且目前关于三偏心蝶阀中蝶板和阀杆的振动特性的研究较少。在蝶阀工作中,若蝶板的固有频率与流过蝶板后产生的卡门涡的脱落频率过于接近,则二者就会产生共振而毁坏三偏心蝶阀甚至影响整台机器正常运行。为了比较三偏心蝶板和阀杆的振动频率与流过蝶板产生的卡门涡的脱落频率的大小,运用了ANSYS有限元分析方法结合实验验证的方式计算出三偏心蝶板和阀杆的固有频率,再根据计算卡门涡的脱落频率的经验公式得出流过蝶板后产生的卡门涡的脱落频率,得出二者不发生共振的充分条件,此外,也论述了蝶板和阀杆的振动对蝶阀密封性的影响。

通过数值模拟的方法,对三偏心蝶板绕流尾部涡的脱落进行研究,根据全流场的流线图和涡量图,得出在不同工况下,Re为10~6~10~7量级时,蝶板尾部蒸汽的分离点位置相同,并且分离点与来流方向的夹角为106°。通过监测蝶板面升力系数随时间的变化历程,得到4种不同工况下,蝶板尾部涡的脱落频率,随着进口蒸汽Re的增加,涡的脱落频率也随之增大。此外,针对截面为凸台形状的蝶板,得到在Re为10~6~10~7量级时,其特征参数斯特劳哈尔数为0.19~0.22。