汽轮机进汽机构通过改变进入汽轮机的蒸汽流量或流量参数，从而改变其功率或转速，以适应不同工况的需要。作为汽轮机进汽机构的重要组成部分，调节阀的气动性能和安全性能会对整个汽轮机组的经济性产生直接的影响，因而调节阀的设计一直以来受到设计者的重视［1］。调节阀型腔结构复杂，受研究手段限制，长期以来以理论计算和试验研究作为主要的研究手段。由于调节阀在不同开启位置时，其通流面积不是常数，而且阀后压力又随阀门开度变化，关系比较复杂，因此通过理论计算准确地得到阀门流量有很大困难，而一些文献中给出的经验曲线通常是针对特定的阀门型线，其通用性受到限制，且精度和准确度往往难以达到要求［2］；而通过试验研究虽可以得出阀门的总体性能，例如流量升程曲线、提升力曲线、阀门损失等特性，但难以了解阀门内部的复杂流动细节。传统的设计手段从模型设计、加工、试验到数据转换直到真实调节阀工作状态的实物设计完成，整个过程不仅周期长花费大，而且存在不少的不确定性［3］。
近年来，随着计算流体动力学（CFD）和计算机技术的飞速发展，采用数值模拟手段对其内部的复杂流动进行研究成为可能。数值模拟手段不仅可以节约大量的人力和资金，更可以模拟和捕捉到调节阀真实工作状况下内部流场以及参数的变化和分布规律，使设计者和科研人员对其内部的复杂流动得到更深层次的认识，进而改进其内部流场结构，降低流动损失，最终改善阀门的调节特性及稳定性能［4］。
1 研究对象
本文以某型汽轮发电机进汽调节阀作为研究对象，通过理论推导并结合数值模拟手段对其进行研究。为满足发电机组额定参数启动时对流量微调的要求，本文调节阀阀碟采用梨形阀结构，如图1所示。该阀在开度较小时，流量变化曲率不大，便于进行低工况时的流量调节。
