調(diào)節(jié)閥流體流速的計(jì)算方法及選取原則

    在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中調(diào)節(jié)閥的出品流速直接影響著整個(gè)控制閥的可靠性、穩(wěn)定性和使用壽命。閥門出口流速過(guò)快，導(dǎo)致高速流動(dòng)的介質(zhì)在調(diào)節(jié)閥中流動(dòng)時(shí)很容易使閥門產(chǎn)生嚴(yán)重沖刷和不規(guī)則的振動(dòng)，破壞閥體及內(nèi)部零件，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的噪聲，因此在調(diào)節(jié)閥選型過(guò)程中，在確定了ZZYP-16B自力式壓力調(diào)節(jié)閥型號(hào)后，應(yīng)首先計(jì)算一下出口流速（特別介質(zhì)為氧氣一類），然后再選擇閥門的口徑和材質(zhì)。

    流速是單位時(shí)間內(nèi)流體的流動(dòng)速度，調(diào)節(jié)閥流速一般是指閥門出品介質(zhì)的流動(dòng)速度，主要與流體類、閥前后壓差、配管口徑及材料等因素有關(guān)，下面簡(jiǎn)單介質(zhì)一下不同流體的流速計(jì)算方法及選取原則。

一、流速計(jì)算方法

1、液體場(chǎng)合

  V=0.408×Q/D2

  流速V-ft/s；流量Q-usgal/min(GPM)；閥出口直徑D-in。

2、壓縮氣體場(chǎng)合

（1）首先計(jì)算音速C

（2）計(jì)算調(diào)節(jié)入口及出口馬赫數(shù)

（3）計(jì)算流速V

V=cM，其中C-流體音速，ft/s

K-比熱比                   g-重力加速度

R-氣體常數(shù)                 T-流體溫度

A1-閥入口面積              A2-閥出口面積

P1-閥入口壓力             P-閥前后壓差

Cg-氣體流量系數(shù)           Cv-氣體流量系數(shù)

C1-Cg/Cv                  Cv-氣體流量系數(shù)

M2-出口馬赫數(shù)             M1-入口馬赫數(shù)

二、流速的選取

    ZZYP-16B自力式壓力調(diào)節(jié)閥閥門出口的流速如果超過(guò)某一數(shù)值，將會(huì)引起高頻振勸或產(chǎn)生嚴(yán)重沖刷現(xiàn)象，導(dǎo)致閥內(nèi)件和閥體的損傷甚至破壞，盡管造成振動(dòng)和沖刷的原因不僅僅在于流速，但流速因素特別關(guān)健。

    對(duì)于液體操作，大流速的原則是在閥門出品為50ft/s(12.7m/s)；對(duì)于氣體操作通常限制在1.0以赫以下；但是對(duì)于溫度接近飽和點(diǎn)的液體，流速必須下降到30ft/s(7.6m/s),對(duì)于壓降低于飽和蒸汽壓的閥門以及產(chǎn)生氣蝕的閥門應(yīng)限制到30ft/s（7.6m/s）以下，以減少氣蝕的破壞。下面為樂(lè)控儀表（杭州）有限公司根據(jù)多上經(jīng)驗(yàn)提出的調(diào)節(jié)閥流速限制數(shù)值。

表1（閥出口流速極限值）                      (單位m/s)

液體發(fā)生閃蒸時(shí)的流速限制值：

表2（閥出口流速極限值）                      (單位m/s)

注意：

1、在要求低噪聲的場(chǎng)合，閥門出品流速≤0.33馬赫。

2、對(duì)于泥漿、粘性流體使用襯里閥體時(shí)，液體流速應(yīng)限制在≤3m/s。

3、對(duì)于氧氣、氫氣等特殊氣體的流速一定要參考閥門和管道設(shè)計(jì)規(guī)范。

三、總結(jié)

    從流體力學(xué)觀點(diǎn)來(lái)看，閥內(nèi)件部位的流速要比閥門出口的多，因此在閃蒸條件下，一般出口配管比實(shí)際閥體規(guī)格要大一些，而且閃蒸汽場(chǎng)合一般會(huì)考慮用縮徑結(jié)構(gòu)的閥門，即當(dāng)流體通過(guò)閥門內(nèi)件的縮流斷面處出現(xiàn)閃蒸后，能進(jìn)入一個(gè)相對(duì)較大的空間，這樣可以大大降低出口流速。因此在調(diào)節(jié)閥口徑計(jì)算中，首先確定流體流速是很重要的，它在防止噪音和閥門振動(dòng)產(chǎn)生的同時(shí)，對(duì)保證調(diào)節(jié)閥的性能方面也有很大的影響。