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阀门常见问题之高压力降
发布时间:2024/6/28


      由于上游和下游压力的差别,物(wù)流通过阀门流动,它叫做压力降(△P)或压差。如果管線(xiàn)尺寸在阀门上游和阀门下游两者是相同的且速度是恒定的,阀门必须经过摩擦损失而降低流體(tǐ)压力从而产生流动。阀门摩擦损失的一部分(fēn)起因于流體(tǐ)和阀门壁的摩擦。但是此摩擦很(hěn)小(xiǎo),对于适当的流體(tǐ)不能(néng)产生足够的压力降。使阀门产生明显的压力损失的更有(yǒu)效的方法是通过阀體(tǐ)内的节流。因為(wèi)许多(duō)阀门设计成允许阀门一部分(fēn)比管線(xiàn)更為(wèi)狭窄,它能(néng)很(hěn)容易地在流體(tǐ)层中提供节流。因為(wèi)守恒定律,当流體(tǐ)接近阀门时,為(wèi)了使全部流體(tǐ)通过阀门,它的速度要增加。反之,相应产生压力下降。
      最高流速和最低压力发生在最狭窄缩颈处的下游,它叫做收缩断面。图二表示收缩断面不是在本身节流处,而是在节流下游的一段距离,此距离随着所涉及的压力而变。在收缩断面物(wù)流流速是最大的速度时,物(wù)流层的流动面积则是其最小(xiǎo)值。
      在收缩断面之后,物(wù)流变慢和压力再次升高,但未达到原始上游压力值。上游压力与下游压力之间的差值是物(wù)流通过阀门时由摩擦损失造成的,它叫做永久压力降。收缩断面的压力和下游压力阀门的流率可(kě)通过减少下游压力而增加。对于液體(tǐ)操作,物(wù)流可(kě)被下落到低于物(wù)流蒸汽压的压力降所限制,它将产生内向爆炸气泡和气體(tǐ)的气阱(分(fēn)别叫做气穴或闪蒸)。当液體(tǐ)物(wù)流已被混有(yǒu)气泡或气阱的流體(tǐ)本身所饱合时,发生物(wù)流堵塞,且通过降低下流压力也不能(néng)再增加。换言之,液體(tǐ)中气體(tǐ)的形成挤满了收缩断面而限制了能(néng)够通过阀门的流量。对于气體(tǐ),当流速接近声速,也可(kě)能(néng)发生物(wù)流堵塞,且尽管下游压力已减少但阀门也不能(néng)增加流量
阀门高压力降效应
      如上讨论,阀门的下列功能(néng)取决于存在压力降,它使物(wù)流自上游容器流入下游容器或通向大气。因為(wèi)压力降的产生是由于阀门通过摩擦损失而吸引能(néng)量,理(lǐ)想的压力降使得全部物(wù)流通过阀體(tǐ)流动而无过高的流速,吸收较少能(néng)量。但是,某些工艺系统,由于系统的要求,在通过阀门时可(kě)能(néng)产生大的压力降。
      高的压力降通过阀门时产生许多(duō)问题,例如气穴、闪蒸、堵塞物(wù)流、高噪声水平和振动。这些问题引起许多(duō)直接影响:对阀體(tǐ)和阀芯的磨损和气穴的损伤,阀门本身的失灵或性能(néng)变差,附属仪表的校准漂移,管線(xiàn)疲劳或邻近工人的听力损害。在这种情况下,高压力降下操作的阀门要求使用(yòng)较贵的阀芯、更為(wèi)频繁的维护、大量备件库存和管線(xiàn)支架。这些措施增加了维护和工程造价。
      虽然用(yòng)户注意到高压力降的影响,但存在高压力降的最大威胁是降低了工艺系统的效率。因為(wèi)高压力降吸收大量能(néng)量,使能(néng)量自系统中损失。在大多(duō)数工艺系统中,加入到系统的能(néng)量是由锅炉或泵的压力所产生的。量的两种方法,多(duō)能(néng)量被系统吸收时,包括高压力降阀门的能(néng)量损失,则必须使用(yòng)较大的锅炉或泵。所以,如果系统设计中仅有(yǒu)少数高压力降阀门,则系统更為(wèi)有(yǒu)效,并能(néng)使用(yòng)较小(xiǎo)的锅炉和泵。

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