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如何避免调节阀的闪蒸破坏?

发布时间:2016-07-01 关注次数:

调节阀在现代化工厂的自动控制中,调节阀起着十分重要的作用,这些工厂的生产取决于流动着的介质正确分配和控制。这些控制无论是能量的交换、压力的降低或者是简单的容器加料,都需要某些最终控制元件去完成。
在化工生产工艺流程中的管路和设备中,有大量的流体流量调节阀对保证设备的正常运行起着至关重要的作用。它们有多种结构形式,分别适用于不同场合。其主要作用即用于调节流量,以保证设备的稳定运行。它们有操作简单、方便,易于控制等特点,故受到广泛的应用。但也有消耗能量过大、阀门元件易损等缺陷,若设计使用不当,会给生产带来影响。本文主要讨论的是对管路流量调节过大、输送流体温度过高,可能会产生的汽蚀和闪蒸现象以及其对调节阀的破坏及防止方法。
1.出现蚀和闪蒸的原因分析
1.1 流体在调节阀中的流动过程
液体在调节阀的流道中的流动过程是极其复杂的,根据连续性方程:
uAp=常数
式中u——截面平均流速,m/s;
A—— 流道截面积,m2;
p—流体介质的密度,kg/m3。
对于不可压缩的流体,p=常数,因此uA=常数,亦即流体的流速和通过该截面的截面积成反比。
同时,又根据伯努利方程式[1]:
式中z——位置标高,m;
p——静压强,Pa;
g—— 重力加速度,kg?m/s2。
忽略管道进出口流体的位置标高差别,如果通过截面时的流速增大,则意味着断面的压力将下降,当流体的压力下降到该温度下的饱和压力Pv时,液体将出现汽化,同时发生汽蚀或闪蒸现象。
由于汽蚀现象和闪蒸现象对设备有较大的破坏力。我们以前仅对离心泵的汽蚀现象研究较多,而对管路中调节阀可能产生的汽蚀和闪蒸现象造成的破坏未引起足够重视,因此研究防止液体在流动过程中产生汽蚀和闪蒸的机理将显得更加重要。


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