调节阀的流量系数及其计算VIP免费

调节阀的流量系数及其计算㈠调节阀计算的理论基础1.调节阀节流原理和流量系数调节阀是一个局部阻力可改变的节流元件如果调节阀前后的管道直径一致，流速相同。根据流体的能量守恒原理，不可压缩流体流经调节阀的能量损失为：（4－1）式中H－单位重量流体流过调节阀的能量损失；P1－调节阀阀前的压力P2－调节阀阀后的压力ρ－流体密度g－重力加速度gPPH21如果调节阀的开度不变，流经调节阀的流体不可压缩，则流体的密度不变，那么，单位重量的流体的能量损失与流体的动能成正比，即（4－2）式中ω－流体的平均速度；g－重力加速度；ζ－调节阀的阻力系数流体调节阀中的平均速度为：（4－3）式中Q－流体的体积流量A－调节阀连接管的横截面积gH22AQ综合上述三式（4－1），（4－2），（4－3），可得调节阀的流量方程式为：（4－4）若上述方程式各项系数采用如下单位：A－㎝2；ρ－g/㎝2(即10－5N·s2/㎝4)；ΔP－100KPa（10N/㎝2）；P1，P2－100KPa（10N/㎝2）；Q－m4/h代入式（4－4）得：（㎝3/s）212PPAQ510ΔP102AQ(m3/h)(m3/h)(4－5)式(4-5)是调节阀的流量方程式若A不变，ΔP不变，ξ，Q；反之，ξ，Q若则式（4－5）可改写为：（4－6）式中（4－7）PA561020103600PAQ09.5AC09.5PCQPQAC09.5在采用国际单位制时，流量系数用KV表示。KV的定义为：温度为278～313K（5－40℃）的水在105Pa压降下，1小时内流过阀门的立方米数。许多采用英制单位的国家用CV表示流量系数。CV的定义为：用40°~60°F的水，保持阀门两端的压差为阀门全开状态下每分钟流过的水的美加仑数。KV和CV的换算如下：CV＝1.167KV2.压力恢复和压力恢复系数当流体流过调节阀时，其压力变化情况见图4－1和4－2所示图４－１流体流过节流孔时压力和图４－２单座阀与球阀的压力速度的变化恢复比较根据流体的能量守衡定律可知，在阀芯、阀座由与节流作用而在附近得下游处产生一个缩流（见图4－1），其流体速度最大，但静压最小，在远离缩流处，随着阀门流通面积得增大，流体的速度减小，由与相互摩擦，部分能量转变成内能，大部分静压被恢复但已不能恢复到P1值。当介质为气体（可压缩）时，当阀的压差达到某一临界值得时，通过调节阀的流量将达到极限。即使进一步增加压差，流量也不会再增加。当介质为液体（不可压缩）时，一但压差增大到是以引起液体汽化，即产生闪蒸和空化作用时，也会出现这种极限的流量。这种极限流量为阻塞流。由图4－1可知，阻塞流产生于缩流处及其下游。产生阻塞流时的压差为ΔPT。为说明这一特性，可以用压力恢复系数FL来描述：（4－8）即：（4－9）上式中ΔPT＝P1－P2，PVC表示产生阻塞流时缩流断面的压力。FL值是阀体内部几何形状的函数。一般FL＝0.5~0.98，FL越小，ΔP比P1－PVC小得越多，即恢复越大。从图4－2中可以看出，球阀的压差损失ΔPA小于单座阀的压差损失ΔPB。3.闪蒸、空化及其影响在调节阀内流动的液体，常出现闪蒸和空化两种现象。它们的发生不但影响口径的选择和计算，而且将导致严重的噪声、振动，材质的破坏等，直接影响调节阀的使VCLPPPPF121VCLTPPFP12用寿命。如图4－1所示，当压力为P1的液体流经节流孔时，流速突然急剧增加，而静压力下降；当n后压力P2≤PV（饱和蒸汽压）部分液体就汽化成气体，形成汽液两相共存的现象，这种现象称为闪蒸。如果产生闪蒸之后，P2不是保持在饱和蒸汽压之下，在离开节流孔之后又急骤上升，这是气泡产生破裂并转化为液体，这个过程叫做空化作用。4.阻塞流对计算的影响当阻塞流出现之后，流量与ΔP（P1－P2）之间的关系已不再遵循公式（4－7）的规律。从图4－3可见，当按实际压差计算时，Q’max要比阻塞流量Qmax大很多，为粗确求得KV值。只能把开始产生阻塞流时的阀压降作为计算用压降。对于不可压缩液体，它产生阻塞流时，PVC值与液体介质的物理性质有关。即PVC＝FF·PV（4－10）式中PV－液体的饱和蒸汽压力FF－液体的临界压力比系数PFF值可用下式计算：（也可以从图中查出）(4-11)从式（4－9）可见，只要求得PVC便可得到不可压缩液体是否形...