薄膜調節閥原理中閃蒸和氣蝕的原因你知道多少?
在通過薄膜調節閥的流體,常常會產生閃蒸和氣蝕現象。這些現象既能引起調節閥流通能力Kv值減小,又能產生噪聲、振動及對材料的損壞。因此控制和降低調節閥閃蒸、氣蝕的影響是閥門選型設計中必須要考慮的問題。今天我們就先分析分析薄膜調節閥閃蒸和氣蝕的原因吧。
1.閃蒸和氣蝕的簡單判定
閃蒸和氣蝕與調節閥的阻塞流險切相關,為了更好的理解閃蒸和氣蝕現象,我們首先需要了解什么是阻塞流。阻塞流是指不可壓縮或可壓縮流體在流過控制問時,所能達到的極限或最大流量狀態。無論何種流體,在入口壓力PI固定的情況下,隨著出口壓力P2的還浴減小,流過調節測的流量逐漸增加,當出口壓力P2減小到某一個臨界壓力Pc以后,調節閥的流量不再增加,這個極限流量就是阻塞流。
為了分析問題的方便,我們可以簡單的認為閥門的最大允許計算壓力降Pmux=P1-Pc,如果閥門上的壓ch(P1-P2)大于Pmax,那么就會產生閃蒸或氣蝕。
2.閃蒸和氣蝕與調節閥縮流斷面處的壓力以及閥門兩側壓差有關
調節閥實際上是一個節流縮徑元件。隨著液體通過縮徑,流束會變細或收縮,流束的最小橫斷面出現在實際縮徑的下游,該最小斷面稱為縮流斷而,如圖2所示。
為維持流體穩定地流過閥門,在截面最小的縮流斷面處,流速必須是最大的。流速(或動能)的增加伴隨著縮流斷面處壓力(或勢能)的大大降低。再往下游,隨著流束擴展進入更大的區域,速度下降,壓力增加;但下游壓力P2不會完全恢復到與閥門上游P1相等的壓力,閥門兩側的壓差(P=P1-P2)表示閥門中消耗的能量。
薄膜調節閥分3種情況來說明閃蒸和氣蝕現象:
(1)如果縮流斷面處的壓力降到液體的飽和蒸汽壓力以下(由于該點處速度增加),氣泡就會在流束中形成。隨著縮流斷面處的壓力進一步降到液體的飽和蒸汽壓力以下,氣泡會大量地形成。在此階段,閃蒸和氣蝕之間沒有差別,但是對閥門結構損壞的可能性肯定存在。
(2)如果調節閥出口的壓力仍低于液體的飽和蒸汽壓力,氣泡將保持在閥門的下游,我們就說過程發生了“閃蒸”。
(3)如果下游壓力恢復使得閥門出口壓力高于液體的飽和蒸汽壓力,氣泡會破裂或向內爆炸,從而產生“氣蝕”。
很明顯,高恢復氣動調節閥比較容易發生氣蝕,因為它的下游壓力更有可能升至液體飽和蒸汽壓力之上。調節閥的閃蒸和氣蝕原因就說到這,之后文章我們將會接著分析它們的危害。
1.閃蒸和氣蝕的簡單判定
閃蒸和氣蝕與調節閥的阻塞流險切相關,為了更好的理解閃蒸和氣蝕現象,我們首先需要了解什么是阻塞流。阻塞流是指不可壓縮或可壓縮流體在流過控制問時,所能達到的極限或最大流量狀態。無論何種流體,在入口壓力PI固定的情況下,隨著出口壓力P2的還浴減小,流過調節測的流量逐漸增加,當出口壓力P2減小到某一個臨界壓力Pc以后,調節閥的流量不再增加,這個極限流量就是阻塞流。
為了分析問題的方便,我們可以簡單的認為閥門的最大允許計算壓力降Pmux=P1-Pc,如果閥門上的壓ch(P1-P2)大于Pmax,那么就會產生閃蒸或氣蝕。
圖1-薄膜調節閥
2.閃蒸和氣蝕與調節閥縮流斷面處的壓力以及閥門兩側壓差有關
調節閥實際上是一個節流縮徑元件。隨著液體通過縮徑,流束會變細或收縮,流束的最小橫斷面出現在實際縮徑的下游,該最小斷面稱為縮流斷而,如圖2所示。
圖2-薄膜調節閥的縮流斷面
為維持流體穩定地流過閥門,在截面最小的縮流斷面處,流速必須是最大的。流速(或動能)的增加伴隨著縮流斷面處壓力(或勢能)的大大降低。再往下游,隨著流束擴展進入更大的區域,速度下降,壓力增加;但下游壓力P2不會完全恢復到與閥門上游P1相等的壓力,閥門兩側的壓差(P=P1-P2)表示閥門中消耗的能量。
薄膜調節閥分3種情況來說明閃蒸和氣蝕現象:
(1)如果縮流斷面處的壓力降到液體的飽和蒸汽壓力以下(由于該點處速度增加),氣泡就會在流束中形成。隨著縮流斷面處的壓力進一步降到液體的飽和蒸汽壓力以下,氣泡會大量地形成。在此階段,閃蒸和氣蝕之間沒有差別,但是對閥門結構損壞的可能性肯定存在。
(2)如果調節閥出口的壓力仍低于液體的飽和蒸汽壓力,氣泡將保持在閥門的下游,我們就說過程發生了“閃蒸”。
(3)如果下游壓力恢復使得閥門出口壓力高于液體的飽和蒸汽壓力,氣泡會破裂或向內爆炸,從而產生“氣蝕”。
圖3-薄膜調節閥(風膜式)
很明顯,高恢復氣動調節閥比較容易發生氣蝕,因為它的下游壓力更有可能升至液體飽和蒸汽壓力之上。調節閥的閃蒸和氣蝕原因就說到這,之后文章我們將會接著分析它們的危害。
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