蝶阀具有结构简单、适用范围广等特点,广泛应用于能源输送、化学工程、水利工程等管路运输系统中,用来控制管路系统内流体的流动。在阀蝶阀的调控过程中,阀板力矩和阀后流场都会随着阀门的开度发生变化。进而会影响蝶阀在实际使用过程中的工作可靠性。因此需要针对阀门的内部流动特性及阀门的力矩特性进行深入研究,为蝶阀的设计和使用提供参考。本论文以DN50蝶阀为研究对象,在原模型的基础上对蝶阀阀板进行简化,得到不同轴径比(Z=0.1、Z=0.2、Z=0.4)和不同圆顶度(R=1、R=2.5、R=5)的阀板,搭建了阀门特性实验台,测试了不同开度下蝶阀的流量、进出口压力及阀板力矩。并通过将数值模拟结果与实验进行对比,验证了数值模拟的准确性。通过数值模拟和实验研究,得到了如下结果:1、流阻系数方面:蝶阀流量系数随着开度的增大先增大后不变,阻力系数随着开度的增大先减小后不变。随着阀板轴径比的增大,流量系数逐渐减小,阻力系数逐渐增大;随着阀板圆顶度的增大,流量系数逐渐增大,阻力系数逐渐减小。2、阀板力矩方面:蝶阀从全开到全关的过程中,阀板受到的动水力矩先增加后减小。力矩波动在阀门开度范围为20%～60%时的处于较大值。随着阀板轴径比的增加,阀板受到的动水力矩逐渐减小,力矩波动强度减小。阀板圆顶度对蝶阀力矩的影响较小,阀门开度小于50%时,蝶阀力矩会随着圆顶度的增大而增大；阀门开度大于50%时,蝶阀力矩会随着圆顶度的增大而减小。阀板力矩的最大值和波动的最大值都随着圆顶度的增大而减小。3、阀后流动方面:阀后4D前速度分布不均匀,处在恢复流区域中,在此区域中一般会出现一个波峰或波谷,之后达到远尾流区,速度分布更加均匀。轴径比和圆顶度都只在大开度下会对阀后的流动产生影响,且上述两个数值越大,阀后速度和波动强度明显增加。4、根据不同轴径比和不同圆顶度蝶阀特性,提出了一种蝶阀改进结构,与原始结构相比,流量系数显著提升,阀门调控区间显著增加,阻力系数减小,大开度下的蝶阀力矩明显减小,且蝶阀上的压力分布更加均匀,为蝶阀的优化提供了参考。