4-5调节阀的流通能恋摩及阀门的口径的选择-new.doc

第五节 调节阀的流通能力及阀门的口径的选择 调节阀的口径是根据工艺要求的流通能力来确定的。调节阀的流通能力直接反映调节阀的容量，是设计、使用部门选用调节阀的主要参数。在工程计算中，为了合理选取调节阀的尺寸，就应正确计算流通能力，否则将会使调节阀的尺寸选得过大或过小。如选得过大，将使阀门工作在小开度的位置，造成调节质量不好和经济效果较差；如选得过小，即使处于全开位置也不能适应最大负荷的需要，使调节系统失调。因此必须掌握调节阀在各种流体时的流通能力的计算公式。正确选择阀门应考虑如下参数：阀门的流通能力、汽蚀和闪蒸、阀门的流量特性、阀体种类、阀门的执行器的大小等。 一、调节阀的流通能力 1．流通能力的定义 众所周知，调节阀是通过改变阀芯行程来改变阀门的局部阻力系数，从而达到调节流量的目的。 由流体力学可知，对于不可压缩流体，调节机构上的压头损失为： （4-12） 式中 ——调节机构的压头损失（m）； p1、p2——阀前、后的流体压力（Mpa）； ——流体的密度（Kg/m3）； ——调节机构的阻力系数； v——流体平均流速（m/s）； ——流体的体积流量（m3/s）； F——调节阀的流通截面（m2）； g—重力加速度（m/s2）。 将代入（4-12）式，并整理则得 （4-13） 例如对于阀两端压差为0.1M pa，流体密度为1000 kg/m3时，每小时流经阀的介质流量为： ( 4- 14 ) 上式采用以下单位：F—m2；△p—MPa；ρ—kg/m3 —m3/h。 当△p单位采用Pa，流体密度采用g/cm3(相当于103 kg/m3)时，流量表达式为： ( 4- 15 ) 式（4－15）在工程中经常采用。 2．流通能力C值的计算 阀门的流通能力C的定义是：当阀门全开时，阀两端压力降为105Pa，流体密度为1g/cm3时，每小时流经调节阀的介质体积流量，单位为m3/h。如果采用国际单位制，流量系数用。另外，在采用英制的国家里用表示流量系数。的定义是用的水，保持阀门两端压差为1磅／平方英寸(psi)，阀门全开状态下每分钟流过水的美加仑数。 这三种单位制的换算公式为： ； 已经知道，通过调节阀的流量 ，这样，只要知道了通过阀门的体积流量和流体的密度，就可以计算出相应的阀门流量系数。在工程实际中，当正常流量、阀门压降和流体密度确定以后，我们就可以根据上式计算出调节阀的流通能力，然后根据值和调节阀的类型，查相应的产品样本，最终确定调节阀的口径。 在供热、通风及空调自动调节系统中，各种流体的阀门值计算方法很多，特别是在气体管路上使用时有各种不同的修正方法，一些常用的实用公式见表4.1。 表4.1 阀门流量系数的常用计算公式 流体 压差条件 计算公式 采用条件 液体 或 当液体黏度为 上时，须对值进行校正。 ——体积流量， ——质量流量， ——阀门压降， ——液体密度， 气 体 一般 气体 　当 当 　 ——标准状态下气体体积流量，（0℃，101325Pa） ——标准状态下气体密度， （0℃，101325Pa） ——阀前气体绝对温度， ——阀门压降， 、——阀门前、后压力， 蒸 汽 饱和 水蒸气 　当 当　 　 ——蒸汽流量， ——阀门压降， 、——阀门前、后压力， （绝对压力） ——水蒸气过热温度，℃ 　 过热 水蒸气 　当 当 　 二、阻塞流现象 要使调节阀起到调节作用，就必须在阀前、阀后有一定的压差，但是阀门前后产生的压差越大，所消耗的动力越多。但在实际情况中，当阀前压力保持恒定而逐步降低阀后压力时，流经调节阀的流量会增加到一个最大极限值，如图4-26所示。如果再继续降低，流量也不再增加，此极限流量称为阻塞流。此时调节阀的流量就不再遵循流量方程式的规律。 在液体管路的调节阀中，产生阻塞流的主要原因是空化作用。如图4-27所示，当压力为的液体流经节流截面时，流速突然急剧增加，动压增加而静压下降。当节流截面处的静压下降到等于或低于该流体在当时温度下的饱和蒸气压时，部分液体就气化成为气体，形成气液两相共存的现象，这种现象称为闪蒸。如果阀后压力不是保持在饱和蒸气压以下，而是在节流截面后又急剧上升，这