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氣動薄膜調節閥產生閃蒸和氣蝕的原因及解決方法

一、氣動(dòng)薄膜調(diào)節閥的閃蒸(zhēng)和氣蝕(shí):
  氣蝕是一種水力流動現象,氣(qì)蝕的直接原因是管道流體因阻力的突變產生了閃蒸及空(kōng)化(huà)。當流體流經調節閥節流口時,流速突然急劇增加,根據流體能量守恒定律,流速增加靜壓力便驟然下降,出口壓力達(dá)到或者低於該流體所在情況下的飽和(hé)蒸汽壓(yā)時,部分液體就汽化為氣體,形成(chéng)蒸汽與氣體混(hún)合的小汽泡(pào),氣液兩相共(gòng)存的現象,此既為閃蒸的形成。如果下遊壓力恢複(fù)到高於液體的飽和蒸汽(qì)壓(yā)力,汽泡在高壓(yā)的作用下,迅速凝結而破裂,汽泡破裂的瞬(shùn)間形成一個衝擊力,此衝擊力衝撞在閥芯、閥座和閥(fá)體上,使其表麵產生塑性變形,形(xíng)成一個個粗糙的(de)蜂窩渣孔,此種現象即是空化,這便是(shì)氣蝕形成的過程。因此氣蝕現象將導致嚴重的噪音、振動、材質的破壞等。
二、解決氣動薄膜調節(jiē)閥的閃蒸和氣蝕的選型:
  
  (1)選用壓力恢複係數小的閥門
  
  在工(gōng)藝條件允許的情況下盡量選用壓力恢複係數小的閥門,如球閥、蝶閥等。如果(guǒ)工藝條件必須(xū)使調節閥的壓差△P>△PT(產生空化的臨界壓差),可(kě)以(yǐ)將兩個調節閥串聯起來使用,這樣每個調節閥的壓差△P都小於△PT,空化便(biàn)不會產生。如果閥的(de)壓差△P小於2.5MPa,一般不會產生氣蝕(shí),即使有氣(qì)蝕的產生也不會對材料造成嚴重(chóng)的損壞。
  
  (2)選用角形(xíng)調節閥(fá)
  
  由於角形閥中的介質直接流向閥體內部下遊管道的(de)中(zhōng)心,而不是直接衝擊體壁,所以可大大減少衝擊閥體體壁的飽和氣泡數量(liàng),從而減弱了閃蒸破壞力。
  
三、氣動(dòng)薄膜調節閥材料的抗氣蝕性能:
  
  從氣蝕的直接結果看,造成損傷是因為材料硬度不足以抵抗氣(qì)泡破裂而釋放的衝擊(jī)力(lì),所以從這個角度(dù)我們可以考慮采用高硬度材料,一般(bān)常用的方法是在不鏽鋼基體上進行堆焊或(huò)噴(pēn)焊司太萊合金,在流體氣蝕衝刷處形成硬化表麵。當硬化(huà)表麵出(chū)現損傷後,可以進(jìn)行二次堆焊或噴焊,這樣便能增加設備的使用壽命,同時也減少了企業的維修費用。
  
四、氣動薄膜調節閥的結(jié)構:
  
  既然(rán)空化是因為壓力的突變(biàn)所(suǒ)引起,而係統要(yào)求(qiú)的壓降又不能降低,可(kě)以采用將(jiāng)一次大的(de)壓力突變分解為若幹次的多級(jí)閥芯結構,這種結構的閥芯(xīn)可以把(bǎ)總壓差分成幾個小(xiǎo)壓差,逐級降壓,使每一級都不超過臨界壓差。或設計成特殊結構的閥芯、閥(fá)座,如迷宮式閥芯、疊片式閥芯等(děng),都可以使高速流體在通過(guò)閥芯、閥座時每一點的壓力都高於在該溫度下的飽和蒸汽(qì)壓(yā),或(huò)使液體本身相互衝撞,在通道間導致高度紊流,使液體的動能由(yóu)於相互摩擦而變為熱能,可減少氣泡的形成。
  
五、氣蝕係數(shù)
  
  不同結構形式的(de)閥門有其不同的氣蝕係數,計(jì)算公式如下:
                             
  式中:H1——閥後(出口)壓力m;
  
  H2——大氣壓(yā)與其溫度相對應的飽和蒸氣壓力之差m;
  
  △P——閥門前後的壓差m。
  
  各種閥門由於構造不同,因此允許的(de)氣蝕係數δ也不(bú)同(tóng),如計算的氣蝕係數大於容許氣蝕係數,則說明可用,不會發生氣蝕。如蝶(dié)閥容許氣蝕係數為2.5,則:
  
  當δ>2.5,則不會發生(shēng)氣蝕。
  
  當2.5>δ>1.5時,會發生輕微氣蝕(shí)。
  
  當δ<1.5時,產生振動(dòng)。
  
  當δ<0.5的情況繼續(xù)使用時,則會損(sǔn)傷閥門和下遊配管,閥(fá)門的基本特(tè)性曲線和操作特性曲線,對閥門在什麽時(shí)候發生氣蝕是看不出來的(de),更指不出來在那個(gè)點上達到(dào)操作極限。通過上述計(jì)算則一(yī)目了然。從上述計算中,不難看(kàn)出(chū)產生氣蝕和閥後壓強H1有極大關係,加大H1顯(xiǎn)然會使情況(kuàng)改變,改善方法:
  
  1.把閥門安裝在管道(dào)較低點。
  
  2.在閥門後管道上裝孔(kǒng)板增加阻力。
  
  3.閥門出口開放,直(zhí)接蓄水池,使氣泡炸(zhà)裂的空間增大(dà),氣蝕減小。
 

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