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控制閥壓力恢復(fù)系數(shù)FL |
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控制閥壓力恢復(fù)系數(shù)FL 上海申弘閥門有限公司 之前介紹蒸汽截止閥熱損失，現(xiàn)在介紹控制閥壓力恢復(fù)系數(shù)FL不同形式調(diào)節(jié)閥的壓力恢復(fù)系數(shù)FL值不同，各制造廠同形式調(diào)節(jié)閥的FL值亦會(huì)不同，本文結(jié)合工程設(shè)計(jì)實(shí)例討論如何選用FL合適的調(diào)節(jié)閥。 關(guān)鍵字：阻塞流 壓力恢復(fù)系數(shù)FL 閥后縮脈處壓力 zui大允許壓差 1、控制閥壓力恢復(fù)系數(shù)FL引言 在工程設(shè)計(jì)中，經(jīng)常需要對調(diào)節(jié)閥進(jìn)行選型與計(jì)算，以達(dá)到穩(wěn)定控制的目的。但調(diào)節(jié)閥選型與計(jì)算時(shí)對FL的考慮較困難。本文除對FL的一般規(guī)律作分析，同時(shí)通過實(shí)例，對可能出現(xiàn)阻塞流工況，如何深入考慮FL作出分析。 2、阻塞流的產(chǎn)生 在流量系數(shù)Cv的計(jì)算公式中，閥前壓力P1，閥后壓力P2的取壓位置及流體通過調(diào)節(jié)閥的壓力降變化情況如圖1所示。 圖1 閥內(nèi)的壓力恢復(fù)特性 閥上壓降為ΔP=P1-P2。按能量守恒定律，在流體縮脈處的流速zui大而壓力zui低，即壓力降zui大，稱為ΔPvc?？s流處后流體流速又減小，直至P2處大部分靜壓得到恢復(fù)，此時(shí)壓力降為ΔP。 當(dāng)介質(zhì)是液體，在壓差足夠大時(shí)，部份液體在該操作溫度下汽化，即發(fā)生了閃蒸。液體中夾帶了蒸汽，產(chǎn)生了二相流，液體不再是不可壓縮的，這時(shí)即使再增加壓差，流量也不再增加，這種極限流量現(xiàn)象稱為液體阻塞流。 3、FL的具體分析 3.1FL的定義 FL=Sqt（ΔP/ΔPvc）=Sqt（P1-P2）/（P1-Pvc） （1） 3.2 FL的意義 上海申弘閥門有限公司主營閥門有：截止閥,電動(dòng)截止閥FL是一個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，表明了調(diào)節(jié)閥在液體通過后動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能的恢復(fù)能力（見圖1），也表明了液體產(chǎn)生阻塞流的臨界條件，故FL又稱為臨界流量系數(shù)。提出FL的目的，在于判斷液體通過調(diào)節(jié)閥時(shí)是否產(chǎn)生隆塞流，并用于計(jì)算調(diào)節(jié)閥的zui大允許壓差。 3.3阻塞流的判斷 理論上用 與 的大小關(guān)系來判斷是否產(chǎn)生阻塞流，但在工程計(jì)算時(shí)用壓差大小來判斷。圖2表明了通過閥門的流量與壓差的關(guān)系。 圖2 流量與壓差的關(guān)系 zui大允許壓差定義為ΔPc： ΔPc = FL2 * ΔPvc =FL2 *（P1-FFPv） （2） Pv：操作溫度下的液體飽和蒸汽壓 3.4 決定阻塞流的因素 從公式2來看，一旦操作工況決定，zui大允許壓差ΔPc與FL有關(guān)系。阻塞流的產(chǎn)生與通過調(diào)節(jié)閥流量的大小，調(diào)節(jié)閥口徑?jīng)]有關(guān)系。
4、FL值的一般規(guī)律 4.1 FL值的大小與調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)形式、流向、開度有關(guān)。一般情況下，制造廠提供的FL值是指調(diào)節(jié)閥全開下的數(shù)值。 4.2 幾何結(jié)構(gòu)*相同的調(diào)節(jié)閥FL值相同，并與口徑無關(guān)。同一類型的調(diào)節(jié)閥由于各制造廠的結(jié)構(gòu)略有不同，故FL也有差別。 4.3 的制造廠提供了各系列調(diào)節(jié)閥的FL值，國內(nèi)也有推薦值。詳見表1，表2。 表1 Masoneilan 偏心旋轉(zhuǎn)閥
表2 國產(chǎn)調(diào)節(jié)閥FL的推薦值
4.4 值與調(diào)節(jié)閥形式、開度的一般關(guān)系（參見圖3） 一般情況下，直行程調(diào)節(jié)閥的 值比旋轉(zhuǎn)型調(diào)節(jié)閥的大， 值隨調(diào)節(jié)閥開度的增加而減小。 圖3FL值與閥門開度的關(guān)系 （1）DSP球體閥：V口形球閥
5、工程設(shè)計(jì)對FL值的考慮 5.1 工程設(shè)計(jì)中碰到阻塞流的情況并不多，有時(shí)還是工藝要求阻塞流，如液體變氣相作冷劑。但大多數(shù)工況要求避免阻塞流。 5.2 要避免阻塞流，可選用FL值較大的調(diào)節(jié)閥，這樣ΔPc也相應(yīng)大。選大口徑并不能避免阻塞流。 5.3 對大口徑旋轉(zhuǎn)閥，要考慮管路大小頭對FL值的修正。 5.4 當(dāng)制造廠未提供調(diào)節(jié)閥的FL值時(shí)，表4的FL值可作估算參考。 5.5 要考慮FL值與閥門開度、P1與管路流量特性之間的關(guān)系。 由于調(diào)節(jié)閥Cv值計(jì)算只考慮操作工況的某一點(diǎn)，并不能保證所有工況都避免了阻塞流，所以在計(jì)算ΔPc時(shí)，要從動(dòng)態(tài)的角度來分析。 對FL，可選用整個(gè)開度內(nèi)的zui小值，一般是全開時(shí)的FL值。 P1一般隨開度增大而減?。ɑ虿蛔儯?，故用zui大流量下的P1來計(jì)算ΔPc比較保險(xiǎn)。 如果在調(diào)節(jié)閥計(jì)算時(shí)發(fā)現(xiàn)FL和P1不符合以上規(guī)律，要對選定調(diào)節(jié)閥各開度的ΔPc進(jìn)行驗(yàn)算。
6、工程實(shí)例（見后） 設(shè)計(jì)要求：流體介質(zhì)為高溫油，有粘性。閥體結(jié)構(gòu)要求簡單，能在線維修。選擇Cv值相對大的閥體形式，這樣比較經(jīng)濟(jì)。根據(jù)具體參數(shù)作計(jì)算，結(jié)果見計(jì)算書。 6.1 工程實(shí)例，通過對各制造廠計(jì)算書的比較，我們zui終選定了NELES-CONTROL 的V型控制球閥，頂部安裝閥芯的形式。從計(jì)算結(jié)果看，該調(diào)節(jié)閥基本上避免了阻塞流，結(jié)構(gòu)形式滿足了工藝設(shè)計(jì)要求。 6.2 從計(jì)算結(jié)果看，由于在zui小流量時(shí)的壓差較大，這時(shí)還是產(chǎn)生了阻塞流?？紤]到該調(diào)節(jié)閥對裝置極其重要，閥體、閥芯、閥座均作硬化處理。
7、結(jié)束語 實(shí)際工程中對阻塞流的處理還有許多方法，如套筒閥、多級降壓、閥后安裝孔板等，但目的都是一個(gè)：通過提高P2，來增加Pvc，從而避免阻塞流。選用FL值較大調(diào)節(jié)閥是zui直接的方法。但是調(diào)節(jié)閥的zui終選定由諸多因素決定，關(guān)鍵是使用工況。上述實(shí)例也可選用直通單座閥，但由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格過高而放棄。與本文相關(guān)的產(chǎn)品有角式平衡型截止閥設(shè)計(jì)說明 |
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