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ZZYP-16B自力式壓力調(diào)節(jié)閥流體流速的計算方法及選取原則

2020-11-23  閱讀(6170)

調(diào)節(jié)閥流體流速的計算方法及選取原則

    在實際應(yīng)用過程中調(diào)節(jié)閥的出品流速直接影響著整個控制閥的可靠性、穩(wěn)定性和使用壽命。閥門出口流速過快,導(dǎo)致高速流動的介質(zhì)在調(diào)節(jié)閥中流動時很容易使閥門產(chǎn)生嚴重沖刷和不規(guī)則的振動,破壞閥體及內(nèi)部零件,同時會產(chǎn)生很大的噪聲,因此在調(diào)節(jié)閥選型過程中,在確定了ZZYP-16B自力式壓力調(diào)節(jié)閥型號后,應(yīng)首先計算一下出口流速(特別介質(zhì)為氧氣一類),然后再選擇閥門的口徑和材質(zhì)。

    流速是單位時間內(nèi)流體的流動速度,調(diào)節(jié)閥流速一般是指閥門出品介質(zhì)的流動速度,主要與流體類、閥前后壓差、配管口徑及材料等因素有關(guān),下面簡單介質(zhì)一下不同流體的流速計算方法及選取原則。

一、流速計算方法

1、液體場合

  V=0.408×Q/D2

  流速V-ft/s;流量Q-usgal/min(GPM);閥出口直徑D-in。

2、壓縮氣體場合

(1)首先計算音速C

(2)計算調(diào)節(jié)入口及出口馬赫數(shù)

(3)計算流速V

V=cM,其中C-流體音速,ft/s

K-比熱比                   g-重力加速度

R-氣體常數(shù)                 T-流體溫度

A1-閥入口面積              A2-閥出口面積

P1-閥入口壓力             P-閥前后壓差

Cg-氣體流量系數(shù)           Cv-氣體流量系數(shù)

C1-Cg/Cv                  Cv-氣體流量系數(shù)

M2-出口馬赫數(shù)             M1-入口馬赫數(shù)

二、流速的選取

    ZZYP-16B自力式壓力調(diào)節(jié)閥閥門出口的流速如果超過某一數(shù)值,將會引起高頻振勸或產(chǎn)生嚴重沖刷現(xiàn)象,導(dǎo)致閥內(nèi)件和閥體的損傷甚至破壞,盡管造成振動和沖刷的原因不僅僅在于流速,但流速因素特別關(guān)健。

    對于液體操作,大流速的原則是在閥門出品為50ft/s(12.7m/s);對于氣體操作通常限制在1.0以赫以下;但是對于溫度接近飽和點的液體,流速必須下降到30ft/s(7.6m/s),對于壓降低于飽和蒸汽壓的閥門以及產(chǎn)生氣蝕的閥門應(yīng)限制到30ft/s(7.6m/s)以下,以減少氣蝕的破壞。下面為樂控儀表(杭州)有限公司根據(jù)多上經(jīng)驗提出的調(diào)節(jié)閥流速限制數(shù)值。

 

表1(閥出口流速極限值)                      (單位m/s)

流體

閥體形式

材質(zhì)

連續(xù)使用

間斷使用

水或其它液體不發(fā)生閃蒸的場合

球形閥

WCB

6

9

WC6

7

10

WC9

8

11

C5

9

12

不銹鋼

9

12

角形閥

WCB

11

 

WC6、WC9、C5、及不銹多

13

 

材質(zhì)沒有特別的場合

6

 

 

液體發(fā)生閃蒸時的流速限制值:

表2(閥出口流速極限值)                      (單位m/s)

流體

閥體形式

材質(zhì)

連續(xù)使用

間斷使用

水或其它液體發(fā)生閃蒸的場合

球形閥

WCB

4.6

7.5

WC6

5

7

WC9

5.5

7.5

C5

6

8

不銹鋼

6

8

角形閥

WCB

11

 

WC6、WC9、C5、及不銹多

13

 

 

注意:

1、在要求低噪聲的場合,閥門出品流速≤0.33馬赫。

2、對于泥漿、粘性流體使用襯里閥體時,液體流速應(yīng)限制在≤3m/s。

3、對于氧氣、氫氣等特殊氣體的流速一定要參考閥門和管道設(shè)計規(guī)范。

三、總結(jié)

    從流體力學(xué)觀點來看,閥內(nèi)件部位的流速要比閥門出口的多,因此在閃蒸條件下,一般出口配管比實際閥體規(guī)格要大一些,而且閃蒸汽場合一般會考慮用縮徑結(jié)構(gòu)的閥門,即當(dāng)流體通過閥門內(nèi)件的縮流斷面處出現(xiàn)閃蒸后,能進入一個相對較大的空間,這樣可以大大降低出口流速。因此在調(diào)節(jié)閥口徑計算中,首先確定流體流速是很重要的,它在防止噪音和閥門振動產(chǎn)生的同時,對保證調(diào)節(jié)閥的性能方面也有很大的影響。



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