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CKD電磁閥閃蒸和氣蝕現(xiàn)象分析
通過CKD電磁閥的流體,常常會產(chǎn)生閃蒸和氣蝕現(xiàn)象。這些現(xiàn)象既能引起調(diào)節(jié)閥流通能力Kv值減小,又能產(chǎn)生噪聲、振動及對材料的損壞。因此控制和降低調(diào)節(jié)閥閃蒸、氣蝕的影響是閥門選型設(shè)計中必須要考慮的問題。
CKD電磁閥的縮流斷面為維持流體穩(wěn)定地流過閥門,在截面小的縮流斷面處,流速必須是的。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(jìn)入更大的區(qū)域,速度下降,壓力增加;但下游壓力P2不會*恢復(fù)到與閥門上游P1相等的壓力,閥門兩側(cè)的壓差(ΔP=P1-P2)表示閥門中消耗的能量。
下面分3種情況來說明閃蒸和氣蝕現(xiàn)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(jìn)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(jié)構(gòu)損壞的可能性肯定存在。
(2)如果閥門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(fā)生了“閃蒸”。
(3)如果下游壓力恢復(fù)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(nèi)爆炸,從而產(chǎn)生“氣蝕”。
1 閃蒸和氣蝕現(xiàn)象的原因
1.1 閃蒸和氣蝕的簡單判定
閃蒸和氣蝕與CKD電磁閥的阻塞流密切相關(guān),為了更好的理解閃蒸和氣蝕現(xiàn)象,我們首先需要了解什么是阻塞流。在GB/T17213.1-1998《工業(yè)過程控制閥第1部分控制閥術(shù)語和總則》中指出,阻塞流是指不可壓縮或可壓縮流體在流過控制閥時,所能達(dá)到的極限或流量狀態(tài)。無論何種流體,在入口壓力P1固定的情況下,隨著出口壓力P2的逐漸減小,流過調(diào)節(jié)閥的流量逐漸增加。當(dāng)出口壓力P2減小到某一個臨界壓力Pc以后,調(diào)節(jié)閥的流量不再增加,這個極限流量就是阻塞流。
CKD電磁閥為了分析問題的方便,我們可以簡單的認(rèn)為閥門的允許計算壓力降ΔPmax=P1-Pc,如果閥門上的壓差(P1-P2)大于ΔPmax,那么就會產(chǎn)生閃蒸或氣蝕。
1.2 閃蒸和氣蝕與調(diào)節(jié)閥縮流斷面處的壓力以及閥門兩側(cè)壓差有關(guān)
CKD電磁閥實際上是一個節(jié)流縮徑元件。隨著液體通過縮徑,流束會變細(xì)或收縮。流束的小橫斷面出現(xiàn)在實際縮徑的下游,該小斷面稱為縮流斷面,如圖1所示。
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