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调节阀闪蒸、空化及阻塞流的分析与处理

稿件来源:仪器仪表用户 Electronic Instrumentation Customers 2015年03期  作者:黄俊华 点击:6640次 发布时间:2019-11-2
 
【摘要】

本文详细论述调节阀闪蒸、空化及阻塞流的成因及其对生产所带来的影响和危害,分别阐述如何通过计算判断分析调节阀是否出现了这3种现象,以及发生的是其中的哪一种或几种,并结合实例对其进行判断分析并提出解决方案。给工程设计人员的阀门选型提供参考。


【正文试读】

1  什么是调节阀的闪蒸、空化及阻塞流
1.1  不可压缩流体的闪蒸、空化及阻塞流现象


 当不可压缩流体(通常指液体),通过调节阀时,根 据伯努利方程可知,流道变化,截面积越小流速越大,静 压越低。根据图2,当阀前压力P1一定,而阀后压力P2逐渐 降低时,缩流断面的压力Pvc低于该流体在入口温度下的饱 和蒸汽压时,就会产生汽泡出现两相流,缩流断面后伴随 着流道截面积的扩大,动压越来越大,如果阀后压力不能 恢复到饱和蒸汽压以上,则汽泡不会破裂,并伴随液体流 出调节阀,这个过程叫做闪蒸;若P2恢复到饱和蒸汽压以 上,则阀后汽泡破裂,这个过程叫做空化或者汽蚀;如果 缩流断面的压力Pvc继续降低,阀后的气相将继续增加,到 某一时刻,流量将达到极限值,此时,无论如何降低阀后 压力都不能增加流量大小,此时的流动状况称为阻塞流[1]。 通俗地说,阻塞流就是阀后气相迅速增加,导致物料体积 快速膨胀,在管道管径的限制下,无法及时流通即为阻塞 流。由于闪蒸、空化的这种特点,某些工段工艺会利用阀 门的闪蒸和空化来达到雾化或者将物料气化的目的。


1.2可压缩流体的闪蒸、空化及阻塞流现象


气体在低流速时属于不可以压缩流体,其热力状态的 变化可以忽略,但在高速流动下(如大于0.3马赫时),气 体的压缩效应不能忽略,其热力状态也发生明显变化,气 体运动既要满足流体力学定律,也要满足热力学定律。当 可压缩流体通过调节阀时,根据伯努利方程,由于流道的 变化,截面积越小流速越大,静压越低;但是如果当缩流 口已经达到临界流速时,此时伯努利方程不再适用,根据 气体动力学,此时情况恰恰相反,阀后截面越大,流速越 快,气体膨胀,此时无论阀门两端压差怎样提升,流量也 不会改变,而是恒定不变,这种现象称为可压缩流体的阻 塞流。由于可压缩流体本身就是气态,所以没有闪蒸和空 化现象。


 
 
【关键词】:调节阀; 闪蒸; 空化; 阻塞流; 选型
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