本课题所研究的迷宫式降压调节阀其最主要的优点是通过套筒部件内安装的节流元件增大了流体流过阀门时的流阻，尽可能的降低压差，达到避免气蚀、降低噪声、减小振动等，确保阀门的安全运行。因此，将对迷宫式降压调节阀在不同盘片级数，不同开度，不同流道数目，不同工况下进行流体模拟分析，以便对其结构进行优化设计。

1.3 气蚀

1.3.1 气蚀和闪蒸

调节阀在生产现场直接控制和工作介质，尤其是高温、高压、剧毒、易渗透、低温、强腐蚀、高粘度、易结晶、易燃易爆等介质时，若选择或使用不当，将会导致调节质量下降，会给生产过程自动化带来困难，甚至会造成严重的生产事故。而汽蚀正是阀门使用过程中对阀门损害最大的流体力学问题。

汽蚀是材料在液体的压力和温度达到临界值时产生的一种破坏形式，分为闪蒸和汽蚀两个阶段[5]。闪蒸是一种非常快速的转变过程，如图1.1所示，它是一种系统现象。除非系统条件发生变化，否则控制阀不能避免闪蒸发生。而当阀门中液体的下游压力又升回来,且高于饱和压力时,升高的压力压缩气泡,使之突然破裂，称为汽蚀阶段。在汽蚀过程中饱和气泡不再存在,而是迅速爆破变回液态。由于气泡的体积大多比相同的液体体积大。所以说,气泡的爆破是从大体积向小体积的转变。气蚀是从液体→饱和→液体的过程，这与闪蒸不同。

图1.1 流体经过节流孔时压力和速度的变化

1.3.2 防止气蚀破坏的方法

白玉清等[5]对调节阀气蚀现象进行分析得到：闪蒸在调节阀中是无法预防的。只能做到防止闪蒸的破坏。在调节阀设计中影响着闪蒸破坏的因素主要有阀门结构和材料性能。对于汽蚀破坏,可以采用多级减压和多孔节流的阀门结构形式予以防止。论文网

刘红霞[6]认为：对闪蒸与气蚀的防护，可通过提高阀前压力、多级减压、材料选择、采用专用调节阀来达到。

蔡丹[7]对气蚀场合下的调节阀进行研究得出：迷宫式调节阀(包括叠片式、球形迷宫等)。迷宫式调节阀是利用迷宫式芯包来多级降压，通过强制介质流经一系列的直角弯道使流速得到完全地控制。无论压降大小，这些弯道的阻力使得介质流出芯包的速度受到限制，保证了介质的压力始终保持在介质的饱和蒸汽(气)之上，从而避免气蚀现象发生，消除了不安全因素。

张建斌等[8]对调节阀气蚀现象进行试验研究得出:调节阀在40%、50%、60%和70%四个开度时，各测试点的一组不同的阀前压力、阀门压差和流量等数值，结果表明，在稳流状态下，如忽略次要因素（如阀门流道及管路的表面粗糙度），阀门的局部阻力系数当大于某一临界值时，阀门的流阻系数和雷诺数的关系趋于某一平稳值，即ζ为一常数。而当 Re 达到一定数值的时候，开度为40%、50%、60%三点的流阻系数出现上翘，即ζ突然增大。从汽蚀产生的原因来看，当汽蚀出现时，流体将为水和气的两相混合物，从而会导致水的相对质量会有所降低，而水的相对流速也相应会降低，在相同压差下，水的流速降低，从而导致流阻系数升高。因此说当汽蚀产生时阀门的流阻系数会有所增加。通过试验的方法，绘制出ζ—Re的特性曲线，可以有效地找出汽蚀开始产生的点，因此可对调节阀实际使用中尽量避开汽蚀产生后的工况，从而很大程度上能提高阀门的使用寿命。

从上述文献可以看出，多级降压是一个重要的防止气蚀破坏的方法。