船用调节阀引言
在氦制冷机、液氦冷却系统、超流氦冷箱等低温装置中，液氦温区低温气动调节阀作为低温介质运输控制的关键部件，其性能直接影响低温系统的安全和性能。低温的使用环境要求其不仅具有良好的调节特性，还要满足优良的绝热性能、动力学特性和高可靠性[1-3]。
威斯康辛大学R.S.Amano等通过实验及CFD模拟了船用调节阀气液两相流的流量特性并提出较高精度的分散型两相湍流模型[4]；巴伦西亚大学Guillermo船用调节阀Palau-Salvador等采用数值模拟和实验测试方法对截止阀流道进行了优化，减小了阀芯流道的流阻，流通能力增强，抗气蚀性能提高[5]；华中科技大学胡康等采用FLUENT软件模拟低温状态流场，研究了压力、速度及涡流分布，并对加长阀盖结构的温度场分布进行了模拟计算[6]；浙江大学制冷与低温研究所张宁、孙大明等通过引入热力完善度，以减小漏热量导致的有用功损失为目标，讨论了热锚的最佳安装位置[7]。国际上知名的低温阀生产公司主要有瑞士WEKA、日本东工株式会社、美国PHPK和德国SAMSON等，船用调节阀主体材料多为316L不锈钢，采用加长阀杆结构，气动执行机构配备定位器或电磁阀使用。
中国在液氦温区低温气动调节阀阀研究方面起步晚，所需低温调节阀全部依赖进口，相关理论和技术积累薄弱。目前中国国内现行的低温气动阀设计和性能测试的相关标准有《GB/T船用调节阀24925-2010船用调节阀低温船用调节阀技术条件》、《GB/T船用调节阀4213-2008船用调节阀气动调节阀》等，主要针对77船用调节阀K以上温区，内容不能全面地规范液氦温区低温气动调节阀的设计与检验，适用性受到限制。按照“设计-制造-实验-优化”的研究思路，本研究在总结前人工作的基础上较为系统地给出了液氦温区低温气动调节阀的设计方法，研制了一台液氦温区DN15-CV5型等百分比调节阀，搭建了试验台并系统地开展了实验研究。