防止調節閥氣蝕與閃（shǎn）蒸的設計
　　
　　閃蒸和氣蝕都是一種水力流動現象，這種現（xiàn）象既能引起調節閥流通能力Kv的減小，又能產（chǎn）生噪聲、振動（dòng）及對材料的損害。因此控（kòng）製和降低（dī）調節閥受氣蝕和閃蒸的影響是（shì）調節（jiē）閥（fá）設計時要考慮（lǜ）的問題之一。
　　
　　一、氣蝕和閃蒸
　　
　　氣蝕和閃蒸產生的條件不同（tóng）。閃蒸是一種非常快速的轉變過程，當（dāng）流動液體的下遊（yóu）壓力低於它的飽和壓力時就會出現閃蒸，因此它是（shì）一種係統現象。調節閥能夠避免閃蒸的產（chǎn）生除（chú）非係統條件（jiàn）改變。而當（dāng）閥（fá）門中液體的下遊壓力又升回來，且高於飽和壓力時就會產生氣蝕現象。在氣蝕過程（chéng）中飽和氣泡不再存在，而是迅速爆破變回液態（tài）。由於氣泡的體積大（dà）多比相同形式（shì）的液體大。所以說，氣泡的爆破是從大體積向小體積的轉變。氣蝕是一種從液（yè）態→飽和→液態（tài）的轉（zhuǎn）變過程，它不同（tóng）於閃蒸現象。正（zhèng）確合理地設計調（diào）節閥能夠避免氣蝕的產生。
　　
　　二（èr）、防止閃蒸的（de）閥門（mén）設計
　　
　　在調節閥裏閃蒸是不能預（yù）防的，所能做到的就是防止閃蒸的破壞。在（zài）調節閥設計中影響著閃蒸破壞的因素主要有閥門結構、材料性能和係統設計。
　　
　　1、閥（fá）門結構
　　
　　盡管閥門結構與產（chǎn）生閃蒸（zhēng）無關，但是卻能控製閃蒸的（de）破壞。一般有2種閥門設（shè）計（jì）結構比用球形（xíng）閥（fá）體更能防止閃蒸破壞。采用介質由上至下方（fāng）向流動（dòng）的（de）角形閥結構（圖1）是防止閃蒸（zhēng）破壞的方（fāng）法之一。
　　
　　閃蒸破壞是高速度的飽和氣泡衝擊閥體表麵，並腐蝕閥體表麵造成的。由於角形閥中的介（jiè）質直接流向閥體內部（bù）下遊管道的（de）中心，而不是象球（qiú）形閥一樣直接衝擊體壁，所以大大減少了衝擊閥體體壁的飽和氣泡數量。從而減弱了閃蒸的破壞力。因此在閃蒸破壞出（chū）現的（de）情況（kuàng）下，角形閥體設計比球形閥體更為經濟。帶有旋啟式（shì）閥瓣的閥門結構（圖2）也是一種有效的防止閃蒸破壞的方法。在閥體內部下遊的一側安（ān）裝了旋啟式閥瓣，液體的壓力在閥體的下遊處降到飽（bǎo）和壓力以下（xià），閃蒸出現在下遊管線。在某些情況下，常常（cháng）采（cǎi）用由一段（duàn）下遊管道承受閃蒸破（pò）壞的方法保護閥門。
　　
　　2、材料選擇
　　
　　一般（bān）情況下，硬度（dù）較（jiào）高的材料更能抵禦（yù）閃蒸和氣蝕的破壞。所以，硬度高的材料常常用於製造閥體。如電力行業常（cháng）選用鉻鉬合金鋼閥門，WC9是常用抵抗腐蝕的材料之一。如果角形閥下遊配裝（zhuāng）材料硬度高的管道，其閥體可以選用碳鋼材料，因為僅僅在（zài）閥體下遊部分才有閃蒸液體。如果采用球形閥，最好用鉻鉬合金鋼閥（fá）體，因為閃蒸出（chū）現在閥體內部。
　　
　　3、係統設計
　　
　　閃蒸現象是由係統設計所決定的。圖3為加熱排水閥將閃蒸水排向冷凝器的係統。圖3（a）的閃蒸出現在調節閥與冷凝（níng）器之間的管道（dào）裏，閃蒸破壞隻會出現在這個區域。圖3（b）的閃蒸現象產（chǎn）生在閥門（mén）的下遊和冷凝器中。所以（yǐ）冷凝器相對於管道來說必須（xū）具有更大的容積（jī）防止高速度的（de）氣泡衝擊材料表麵。因而良好的係統設計能幫助防止閃蒸破壞的發生。
　　
　　三、防止氣蝕的閥門設（shè）計
　　
　　調節（jiē）閥的結構影響著自身防止氣（qì）蝕（shí）產生的能力。其主（zhǔ）要的結構形式有曲折路徑、多級減壓、擴大流（liú）動區域和多孔節（jiē）流設計等。
　　
　　1、多級減壓
　　
　　多級減壓中的（de）每一級都消耗一部分能量，使得下一級的入（rù）口壓力相對較低，減小了下一級（jí）的壓差，壓（yā）力恢複低，避（bì）免（miǎn）了氣蝕的發生。一個成功的設計可以（yǐ）使閥門在承受較大壓差的同時（shí）還能保持縮流後的壓力高於液體的飽和壓力（lì），防（fáng）止液體氣蝕的產生。因此對於相同的壓力降，一級節流比多級節流更易產生氣蝕（shí）。
　　
　　2、曲折（shé）路徑
　　
　　使流動介質通過一個含有曲折路徑（jìng）的節流（liú）件是減小壓力恢複的一種方法。盡管這種曲折（shé）路徑可（kě）以有不同的形式，如小孔、放射狀的流路等。但（dàn）是每一種設計的效果基本上是一樣的。這種曲折路徑在每種控製氣蝕現（xiàn）象（xiàng）發生（shēng）的部件設計（jì）中都是可以利用的。
　　
　　3、擴大流動區域
　　
　　擴大流動區域與多級（jí）減壓的理念是類似的。一般（bān）要求每一級節流麵（miàn）積都比前一級的大，第一級節流承受了大部分的（de）壓差，壓力降通過連（lián）續節流而逐漸減小。在最後一級節流區域壓降僅占總壓差很小的百分（fèn）比，所以壓力恢複是很小的。若將每一級設計為相等的節流麵（miàn）積（jī），且為10級節流（liú），那麽最後一級所承受的壓差（chà）僅占總壓差的10％，因此即使最後（hòu）一級產生氣蝕（shí）現象，它所造（zào）成（chéng）的氣蝕破壞（huài）強度也是微小的。
　　
　　4、多孔節流設計
　　
　　多孔節流是一種綜合設計方案（àn）。每種不同的小（xiǎo）孔設（shè）計都影響著閥門的壓力恢複程度（圖4）。
　　
　　圖4（a）薄形金屬板式結構流通效率（lǜ）最差，但壓力恢複係數Km值較高，具有較低的壓力恢複，不易產生（shēng）氣蝕。
　　
　　圖4（b）厚形金屬板（bǎn）式結構流通（tōng）能力較高，但（dàn）壓力恢複係數Km值較低，具有較高的壓力恢複，易產生氣蝕現象。

        圖4（c）複合式結構是前2種設計的綜合與平衡，不但有較高（gāo）的流通能（néng）力而且仍能保持較高的Km值，從而具備較低的壓力恢複（fù），避免了氣蝕現象的發生。此設計是流通能力和（hé）氣蝕控（kòng）製（zhì）應用中最典型（xíng）有效（xiào）的方案。

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