1．启闭过程球阀流量变化规律

图1展示了不同启闭时间下，实验流量随开度的变化规律。从图中可以看出，开启过程流量变化规律与关闭过程存在明显差别。对于开启过程，在20%阀门开度以下，流量变化很小；而在20%开度以上，流量随着开度的增加而明显增加。对于关闭过程，在80%阀门开度以上，流量变化很小；而在80%阀门开度以下，流量随着阀门开度的减小而明显下降。其原因是：阀门刚开启或者关闭时，开度突然变化，而由于惯性的存在，流体的流动没有及时发生相应改变。随着启闭时间的增加，流体的这种滞后现象逐渐消失。

球阀实验流量随开度的变化规律

同时可以发现，相同开度下，开启过程的流量始终比关闭过程流量要小；而随着启闭时间的延长，球阀启闭过程的差异性逐渐减小，当启闭时间为70s时，阀门开启和关闭过程的趋势基本保持一致，并且接近稳态工况的流量曲线。

2．启闭过程球阀进出口压力变化规律

图2所示是启闭时间为18s、34s、70s和稳态工况下阀门的进出口压力变化曲线图。从图中可以看出，阀门启闭过程的进口压力变化较大，而出口压力变化较小。通过不同启闭时间的结果对比，发现随着启闭时间的增大，阀门开启过程的进口压力与关闭过程的进口压力基本一致，说明在一定启闭时间内，阀门进出口压力变化与启闭时间无关。

不同启闭工况下球阀进出口压力变化

从图中还可以明显观察到开启过程和关闭过程出口压力变化规律存在明显差别。对于阀门开启过程，在60%～70%开度之间存在明显的压降；但是对于关闭过程，压力陡降区域则在20%～30%开度范围内。其原因可能是阀门开启过程，流速在60%～70%开度范围内增加幅度较大，动能增大导致了静压明显下降；而关闭过程，流速在20%～30%开度范围内降低幅度较大，动能减小导致静压明显上升。

3．启闭过程球阀流阻特性对比分析

阀门的流量系数和阻力系数是其流阻特性的外在表现，因此，提取了球阀启闭过程的流量系数和阻力系数进行对比分析。

不同开启工况球阀流量系数变化规律

图3所示为不同开启工况球阀流量系数变化规律。从图中可以发现，瞬态数值模拟结果与实验结果也基本吻合，说明了数值模拟的精确性。随着阀门开度的增加，流量系数都呈类指数增加，说明随着球阀开启速度的变化，其瞬态流量系数曲线的变化趋势没有发生变化。但是通过对比不同工况还是可以发现，流量系数值在开度50%以前基本相同，在开度50%后出现差异。因此，为了准确分析流量系数曲线的差异性，对稳态和不同开启速度下球阀数值模拟的流量系数值取对数，得到了不同开启速度下球阀流量系数值的对数曲线。

不同启闭工况球阀阻力系数变化规律

图4所示为启闭过程阻力系数的数值计算和实验结果。由图可知，数值计算结果基本处于实验的数据带中，说明了数值计算过程的准确性。由前文所述，在阀门开启过程和关闭过程，其上下游压力及流经阀门的流量都存在较大差别，因此可以发现阀门的阻力系数在开启过程和关闭过程完全不同。开启过程的阻力系数远高于关闭过程，特别是阀门的启闭时间较短时。随着启闭时间的延长，开启过程阻力系数逐渐降低，而关闭过程中阻力系数逐渐增大，两者差别逐渐减小。当启闭时间无限大时（稳态工况），启闭过程的阻力系数则会重合。