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仪表阀尺寸计算之前,应掌握所有与仪表阀使用有关的数据

您是第 位读者    发布日期:2012-06-11
  在开始仪表阀尺寸计算之前,应掌握所有与仪表阀使用有关的数据。需要的数据有:流量、压力、温度。这些数据又分为一般操作条件下的,以及预期最大最小极值条件下的。
  还应有被控制的流体(液体、气体、气化物或水蒸气)的数据:气体摩尔质量、比热、相对密度、粘度等。来自工艺和配管设计的数据有管线大小和压力等级等。根据这些数据才能选择阀的尺寸,或者让制造厂以这些数据为准,确定阀门规格。由于仪表阀的性质,在控制状态期间,介质通过阀时将产生压力降,它在管路中消耗或吸收能量。
画出了叠加在管道仪表阀上的压降曲线。由于仪表阀实际上在管路上形成了一个个流孔,所以产生了和孔板相似的收缩断面效应。关阀时,孔面积缩小,流速增加。对不可压缩液体,仪表阀尺寸计算公式为:
Cv——阀门系数(valve coefficient factor)
Qf——流体体积流量;
Fp——阀旁配管的修正系数;
Fr——雷诺数修正系数;
Gf——流动温度下的相对密度;
&P——差压。
  引入修正系数fp是为了修正管子几何尺寸与标准试验管不同而产生的偏差。修正系数Fr是对非紊流状态的修正,这种状态在高粘流体或低压差时产生。阀门能力还受流体在阀孔处气化的影响。当气化发生时,把它叫做气蚀或闪蒸。对气和蒸汽,仪表阀尺寸计算公式为:
w——流体重量;
Y——膨胀系数;
y——与入口绝对静压的压差比
y——相对密度;
P——入口压力。
  气蚀是仪表阀选择和操作时必须考虑的现象之一。在卡套接头管件连接的收缩断面形成的蒸汽泡破裂产生了气蚀。气蚀有两个阶段:第一阶段是在液体体系内形成空泡或空穴;第二阶段是这些空泡破裂或爆聚返回成全液体状态。这些小气泡是围着微小的核形成的,如液体里的灰尘微粒或固体污染物。
  当压力降到液体蒸气压以下时,进入气油第一阶段。当这一现象在收缩断面或紧挨阀的下游发生时,会产生下列两种结果之一:气蚀或闪蒸!如果收缩断面以后压力就恢复,则重新形成液体称气蚀。而闪蒸时,则一直保持气态通过仪表阀。
因此,气蚀时,阀出口压力一定等于或高于液体的蒸气压,闪蒸时,阀出口压力一定等:或小于液体的锯气压。气蚀和闪蒸会加速阀内件和阀体材料的损坏。气蚀还会产生噪音。流体振动噪音和紊流噪音混合在—起时,会使人无法忍受。
现行国家标准依据人在噪音中的时间长短,规定了噪音应在可忍受的范围以内。特殊的仪表阀设计有助于减少阀内过量的噪音。有一种带扩散器(阀芯周围有一个带有许多小孔的小笼子)的仪表阀产生的噪音比只有—个大孔的仪表阀噪音小得多。阀的笼形设计和扩散缓解了部分阀上的压降,从而降低了在高流速阀上产生的噪音。