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技術(shù)頻道

工程設(shè)計(jì)中調(diào)節(jié)閥壓力恢復(fù)系數(shù)FL的應(yīng)用分析

分類(lèi)：解決方案 日期：2009-07-07 08:32:15 來(lái)源：廠商
作 者： 上海醫(yī)藥設(shè)計(jì)院 俞加波
摘 要： 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 最大允許壓差

1、引言

在工程設(shè)計(jì)中，經(jīng)常需要對(duì)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(duì)FL的考慮較困難。本文除對(duì)FL的一般規(guī)律作分析，同時(shí)通過(guò)實(shí)例，對(duì)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(guò)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最大而壓力最低，即壓力降最大，稱為ΔPvc。縮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

3.1 FL的定義

FL=Sqt（ΔP/ΔPvc）=Sqt（P1-P2）/（P1-Pvc） （1）

3.2 FL的意義

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(guò)后動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能的恢復(fù)能力（見(jiàn)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(guò)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)閥的最大允許壓差。

3.3 阻塞流的判斷

理論上用與的大小關(guān)系來(lái)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(lái)判斷。圖2表明了通過(guò)閥門(mén)的流量與壓差的關(guān)系。

圖2 流量與壓差的關(guān)系

最大允許壓差定義為ΔPc：

ΔPc = FL2 * ΔPvc=FL2* （P1-FFPv） （2）

Pv：操作溫度下的液體飽和蒸汽壓
FF：液體臨界壓力比系數(shù)

3.4 決定阻塞流的因素

從公式2來(lái)看，一旦操作工況決定，最大允許壓差ΔPc與FL有關(guān)系。阻塞流的產(chǎn)生與通過(guò)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

4.1FL值的大小與調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)形式、流向、開(kāi)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(kāi)下的數(shù)值。

4.2幾何結(jié)構(gòu)完全相同的調(diào)節(jié)閥FL值相同，并與口徑無(wú)關(guān)。同一類(lèi)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國(guó)際知名的制造廠提供了各系列調(diào)節(jié)閥的FL值，國(guó)內(nèi)也有推薦值。詳見(jiàn)表1，表2。

表1 Masoneilan 偏心旋轉(zhuǎn)閥

Parcent of Plug Rotation
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
FL
Flow to Open
0.96
0.93
0.91
0.89
0.88
0.87
0.87
0.86
0.86
0.85
Flow to Close
0.94
0.91
0.88
0.83
0.80
0.77
0.74
0.72
0.70
0.68


表2 國(guó)產(chǎn)調(diào)節(jié)閥FL的推薦值 

  • 閥型式
    閥芯型式
    流向
    FL
    單座閥
    柱塞形
    流開(kāi)
    0.90
    柱塞形
    流閉
    0.90
    窗口形
    任意流向
    0.90
    套筒形
    流開(kāi)
    0.90
    套筒形
    流閉
    0.80
    雙座閥
    柱塞形
    任意流向
    		
		
				
    
			
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