随着各国对海洋领域的开发越来越重视,各种各样的潜器被研发并投入到深海使用。排水系统对于潜器来说是至关重要的,潜器排水多采用高压吹除的方式,过高的吹除压力会造成剧烈的压力脉动产生极高的噪声,对潜器的隐蔽性不利。本文在总结分析了目前对高压吹除过程以及流量动态调节阀门的研究现状以后,设计了一种新型流量自适应阀门,其特点是与现有动态流量调节阀采用固定弹性元件提供压差补偿的方式不同,本设计采用自力式结构,压差反馈机制,以工作环境压力直接作为比较的信号,阀门在流量自调节过程中能够使输出压力随信号压力的变化而变化,并与之保持恒定的关系,对环境的适应能力更强。因此可将其应用于潜器的吹除系统,有助于使吹除过程更加平稳,削减噪声,提升潜器的隐蔽性以及上浮过程的平稳性。主要进行了以下工作:分析设计需求,制定总体方案。对启闭结构,压力反馈结构,粘滞阻尼器,应急结构,密封结构进行详细设计,完成三维模型绘制。对关键零件的尺寸进行了设计计算,对密封副的摩擦力进行计算,推导了粘滞阻尼器产生阻尼力的计算公式,对密封结构的比压进行计算校核。应用ANSYS软件对承受高压的阀体以及连接件的强度与变形进行计算校核。应用计算流体力学理论,以Fluent作为工具,对流量自适应阀门的流场信息进行数值计算。以某潜器吹除系统为例,建立了流场计算的几何模型与数学模型,采用VOF模型分别模拟20Mpa直接吹除与安装流量自适应阀门吹除的排水过程,并进行比较。从计算结果中得出安装阀门后排水过程更为平稳。对流域内压力场进行了数值计算,结果证明阀门能够将出口压力稳定在预设值。对阀门内部气流的速度场以及流线轨迹进行了计算,结果表明气流在阀门内部的流动状态较好。依据莱特希尔声类比理论,采用Fluent软件中的Acoustic模块,计算了吹除过程所产生流噪声的空间声场分布。通过对比直接高压吹除与安装阀门吹除声场的时域、频域信息,得出安装所设计阀门后,吹除过程更加稳定,并且可以明显降低原来高压吹除过程中的流噪声。数值计算结果证明采用所设计阀门后,能够达到稳定排水,降低噪声的目的。通过以上工作完成了流量自适应阀门设计,并证明其能达到预期目标。