引言：
角式截止阀属于截断阀门，在日常生活、工业生产等十分常见。同时，在角式截止阀介质流动以及热固耦合仿真研究期间，主要利用数值模拟的方式，对介质流动的温度和应力进行计算，并且根据计算结果可以知道，介质流动压力和速度比相对较高，并且介质不会产生明显的温度变化。另外，如果角式截止阀外部表面应力相对较大，壁厚方向中间位置的应力就会相对较小。
1、角式截止阀概述
1.1角式截止阀定义
1.1.1角式截止阀也叫做角阀，主要安装于管道系统中，用于对冷热水、暖气等流动介质的控制，并且角式截止阀具有流阻小、流量系数大等特点。同时，角式截止阀外形与球阀相似，角式截止阀启闭件以塞形阀瓣为主，密封面以平面和锥面等形态为主，阀杆以升降杆或者升降旋转杆为主，对介质流动状态进行调节和节流。另外，角式截止阀在介质流动期间，密封相对较好，并且根据相关规定，角式截止阀介质流动方向一般以自上而下展开【1】。此外，在角式截止阀中，手轮、手柄的截止阀一般可以安装在管道的任何位置，并且手轮和手柄不能进行起吊。此外，应当注意角式截止阀介质流动应当与阀体箭头所指方向处于一致，避免异常情况的产生。角式截止阀主要分为直通式、直角式及直流式斜截止阀等方面。
1.1.2角式截止阀比较适用于全开全关的状态，并且介质在流动期间，从阀瓣下方进入阀门以后，需要对操作力进行严格控制，主要是保证操作力可以有效抑制阻力，也避免阀杆和填料摩擦力、介质压力产生推力。同时，角式截止阀在关闭以后，如果阀门关闭力相对较大，已经大于开启的力，这时阀杆直径就会相对较大，主要是避免阀杆顶部出现顶弯，避免影响角式截止阀的正常使用。另外，角式截止阀在介质流动压力的影响下，关闭阀门的作用力相对较小，然而开启阀门的作用力相对较大，这时阀杆直径系数可以适当减小。角式截止阀在关闭期间，应当结合实际情况，向阀瓣施加一定压力，以此保证良好密封性，避免介质流动出现泄漏的情况。
1.2角式截止阀特点
1.2.1角式截止阀的流路相对较为简单，利用介质本身的冲刷作用，可以避免介质堵塞问题的产生，并且具有良好的自洁性能【2】。
1.2.2角式截止阀介质流动还具有流阻小、流量系数相对较大的特点，相当于双阀座流量系数。
1.2.3如果情况较为特殊，角式截止阀也可以反向安装，也就是流向测进底出。
2、物理模型以及热固耦合仿真
2.1物理模型
角式截止阀是由多个部件组件，主要有：阀盖、阀杆、阀瓣、阀体、夹上套、法兰、气动执行机构以及连接件、密封件等组成，并且角式截止阀如果在高温环境下使用，介质为1000K高温氩气，这是安装冷却装置，目的是起到降温的作用，确保介质流动的稳定性。
2.2热固耦合仿真
角式截止阀介质流动环境压力如果为1Mpa的话，为保证介质流动的稳定性， 就需要进行热固耦合仿真计算，主要对角式截止阀内部流场进行计算，目的是得到流场温度和压力的数值；同时，根据流场温度和压力数值，将数值作用到角式截止阀内部表面中，以此对热固耦合展开进一步研究，得出仿真模型。
3、结果讨论
3.1在角式截止阀竖直管道部分，高温介质流动的压力相对较大，介质流动速度相对较高，最高的时候速度可以达到44m/s。同时，在阀腔以及水平管道部分，介质流动压力相对较低，介质流动速度相对较低。另外，角式截止阀介质流动期间，一般不会产生较大温差，但是进口和出口会产生一定降温，也不会超过1k【3】。
3.2在高温角式截止阀介质流动的作用下，内部表面温度也可以达到1000K左右，并且角式截止阀外部表面与夹套之间安装冷却系统，利用冷却系统对角式截止阀表面进行降温处理，避免表面温度过高，影响角式截止阀的正常使用。通常情况下角式截止外部表面的最大等效应力大约在74.9Mpa，原因是温度梯度相对较大，阀体结构产生变化，这样就会出现应力集中的情况。另外，从热固耦合仿真模型的角度来说，角式截止阀表面受到外力的影响，经常会出现应力集中较大位置，但是壁厚方向中间位置应力就会相对较小。
3.3如果角式截止阀表面没有进行冷却处理，所以温度就会相对较高。但是，在角式截止阀使用期间，阀杆内部受到冷却液的作用，阀盖和阀杆配件表面温度都会相对较低，与阀盖其他位置温度相比，会相对较低一些【4】。另外，由于角式截止阀的阀盖等效应力较大，所以顶部应力与底部应力相比，顶部应力相对较大，并且螺栓孔边缘的应力也会相对较为集中。另外，如果角式截止阀的阀杆底部与介质流动产生接触，接触位置的温度相对较高，利用冷却液循环的方式进行降温处理，这时阀杆上半部分的温度就会相对较低。
3.4由于角式截止阀表面温度相对较高，并且如果内部使用冷却液进行降温，这时阀瓣表面的温度就会相对较低。另外，阀瓣的最大等晓应力较大，经常出现在内部圆孔边缘，所以应力相对较为集中【5】。
结束语：
综上所述，根据以上的结论，本文得出以下几点结论。
1、本文对角式截止阀介质流动，以及温度和压力进行热固耦合仿真计算，并且由于角式截止阀竖直管道的压力和流速都相对较高，所以阀腔就会呈现相反的状态。另外，角式截止阀介质流动期间，温度一般都会相对较为稳定，仅仅在进口和出口方面产生一定变化，但是变化也不会太大，所以得到很多领域的青睐和使用。
2、角式截止阀表面应力相对较大，这时壁厚方向中间位置的应力就会相反，应力相对较小。同时，一般情况下，阀瓣外部表面温度相对较高，但是利用循环冷却液进行降温处理，内部温度就会相对较低，以此保证角式截止阀的正常使用。
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