在開始儀表閥尺寸計算之前,應掌握所有與儀表閥使用有關的數據。需要的數據有:流量、壓力、溫度。這些數據又分為一般操作條件下的,以及預期大小極值條件下的。
還應有被控制的流體(液體、氣體、氣化物或水蒸氣)的數據:氣體摩爾質量、比熱、相對密度、粘度等。來自工藝和配管設計的數據有管線大小和壓力等級等。根據這些數據才能選擇閥的尺寸,或者讓制造廠以這些數據為準,確定閥門規格。由于儀表閥的性質,在控制狀態期間,介質通過閥時將產生壓力降,它在管路中消耗或吸收能量。
畫出了疊加在管道儀表閥上的壓降曲線。由于儀表閥實際上在管路上形成了一個個流孔,所以產生了和孔板相似的收縮斷面效應。關閥時,孔面積縮小,流速增加。對不可壓縮液體,儀表閥尺寸計算公式為:
Cv——閥門系數(valve coefficient factor)
Qf——流體體積流量;
Fp——閥旁配管的修正系數;
Fr——雷諾數修正系數;
Gf——流動溫度下的相對密度;
&P——差壓。
引入修正系數fp是為了修正管子幾何尺寸與標準試驗管不同而產生的偏差。修正系數Fr是對非紊流狀態的修正,這種狀態在高粘流體或低壓差時產生。閥門能力還受流體在閥孔處氣化的影響。當氣化發生時,把它叫做氣蝕或閃蒸。對氣和蒸汽,儀表閥尺寸計算公式為:
w——流體重量;
Y——膨脹系數;
y——與入口絕對靜壓的壓差比
y——相對密度;
P——入口壓力。
氣蝕是儀表閥選擇和操作時必須考慮的現象之一。在卡套接頭管件連接的收縮斷面形成的蒸汽泡破裂產生了氣蝕。氣蝕有兩個階段:一階段是在液體體系內形成空泡或空穴;第二階段是這些空泡破裂或爆聚返回成全液體狀態。這些小氣泡是圍著微小的核形成的,如液體里的灰塵微粒或固體污染物。
當壓力降到液體蒸氣壓以下時,進入氣油一階段。當這一現象在收縮斷面或緊挨閥的下游發生時,會產生下列兩種結果之一:氣蝕或閃蒸!如果收縮斷面以后壓力就恢復,則重新形成液體稱氣蝕。而閃蒸時,則一直保持氣態通過儀表閥。
因此,氣蝕時,閥出口壓力一定等于或高于液體的蒸氣壓,閃蒸時,閥出口壓力一定等:或小于液體的鋸氣壓。氣蝕和閃蒸會加速閥內件和閥體材料的損壞。氣蝕還會產生噪音。流體振動噪音和紊流噪音混合在—起時,會使人無法忍受。
現行國家標準依據人在噪音中的時間長短,規定了噪音應在可忍受的范圍以內。特殊的儀表閥設計有助于減少閥內過量的噪音。有一種帶擴散器(閥芯周圍有一個帶有許多小孔的小籠子)的儀表閥產生的噪音比只有—個大孔的儀表閥噪音小得多。閥的籠形設計和擴散緩解了部分閥上的壓降,從而降低了在高流速閥上產生的噪音。
儀表閥尺寸計算之前,應掌握所有與儀表閥使用有關的數據
您是第 位讀者 發布日期:2012-06-11
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