閥門的流體計(jì)算原理

閥門的流體計(jì)算原理 閥門的流體計(jì)算  閥門的流體計(jì)算原理 電動閥門的流體計(jì)算原理
   之前介紹組合式減壓閥在國華惠州熱電應(yīng)用，現(xiàn)在介紹 閥門的流體計(jì)算是確定與閥門的水力特性有關(guān)的參數(shù)過程。閥門的所有流體計(jì)算均以幾個(gè)基
    本公式為依據(jù)，并根據(jù)閥門的類型和工作條件又有所不同。
    在簡單的情況下，即水平管道內(nèi)的總壓頭耗費(fèi)在使液體流動（造成速度壓頭）和克服流體
    阻力上。這種情況可以從已知的公式得出：關(guān)于流量計(jì)算方法流量計(jì)算公式  近幾年CSD使用了孔板，彎管，阿牛巴，威力巴等流量測量元件。現(xiàn)將公式整理如下。 1. 孔板  流量計(jì)算式：         
  

         qv=qm/ρ1 式中

 qm——質(zhì)量流量，kg/s；      

qv——體積流量，m3/s；      

C ——流出系數(shù)；    

ε——可膨脹性系數(shù)；

β——直徑比，β=d/D；  

d——工作條件下節(jié)流件的孔徑，m；

D——工作條件下上游管道內(nèi)徑，m；

△p——差壓，Pa；  

ρ1——上游流體密度，kg/m3。  

由上式可見，流量為C、ε、d、ρ、△p、β（D）6個(gè)參數(shù)的函數(shù)，此6個(gè)參數(shù)可分為實(shí)測量（d、ρ、△p、β（D））和統(tǒng)計(jì)量（C，ε）兩類。實(shí)測量有的在制造安裝時(shí)測定，如d和β（D），有的在儀表運(yùn)行時(shí)測定，如△p和ρ1統(tǒng)計(jì)量則是無法實(shí)測的量（指按標(biāo)準(zhǔn)文件制造安裝，不經(jīng)校準(zhǔn)使用），在現(xiàn)場使用時(shí)由標(biāo)準(zhǔn)文件確定的C及ε值與實(shí)際值是否符合，是由設(shè)計(jì)、制造、安裝及使用一系列因素決定的，只有*遵循標(biāo)準(zhǔn)文件（如GB/T2624-93）的規(guī)定，其實(shí)際值才會與標(biāo)準(zhǔn)值符合。但是，一般現(xiàn)場是難以做到的，因此，檢查偏離標(biāo)準(zhǔn)就成為現(xiàn)場使用的必要工作。  應(yīng)該指出，與標(biāo)準(zhǔn)條件的偏離，有的可定量估算（可進(jìn)行修正），有的只能定性估計(jì)（估計(jì)不確定的幅度與方向）。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，有時(shí)并非僅一個(gè)條件偏離，如果多個(gè)條件同時(shí)偏離，并沒有很多試驗(yàn)根據(jù)，因此遇到多種條件同時(shí)偏離時(shí)應(yīng)慎重對待。

 2. 阿牛巴  流量計(jì)算式：

vbq——體積流量 （Nm3/h）

 vkpN——單位換算系數(shù)

RDF——雷諾數(shù)修正系數(shù)

aF——材料熱膨脹系數(shù)

MS（k）——流量系數(shù)

YF——氣體膨脹系數(shù)

 PBF——標(biāo)準(zhǔn)壓力的校正系數(shù)

TBF——標(biāo)準(zhǔn)溫度的校正系數(shù)

TFF——流動溫度的校正系數(shù)

PVF——超壓縮因子

 bZ——在標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓力下，氣體的壓縮系數(shù)

gF——氣體的比重系數(shù)

4. 彎管      

上海申弘閥門有限公司主營閥門有：蒸汽減壓閥,減壓閥(氣體減壓閥,可調(diào)式減壓閥,水減壓閥流體沿彎管弧形通道流動時(shí),由于受角加速度的作用,產(chǎn)生離心力,在彎管的內(nèi)外側(cè)管壁處產(chǎn)生差壓,差壓與流量有一定關(guān)系,可以由差壓的測量求得流量值.本世紀(jì)初(1911年)已經(jīng)有關(guān)于用彎管測量水流量的文章出現(xiàn),隨后的幾十年彎管流量計(jì)的試驗(yàn)研究一直在進(jìn)行著,積累了豐富的資料,并在一些場合獲得應(yīng)用,如作為管道的流量指示器、流量控制系統(tǒng)的檢測器和在核工業(yè)系統(tǒng)的應(yīng)用等。彎管流量計(jì)的使用特點(diǎn)為：可利用現(xiàn)場工藝管道的彎管，無需再安裝檢測件，無附加壓損，適用于臟污介質(zhì)，測量重復(fù)性好等。但是由于彎管的結(jié)構(gòu)參數(shù)比較復(fù)雜，至今未有統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)形式，其流量系數(shù)需實(shí)流校準(zhǔn)方能可靠應(yīng)用。
    H= AHv +A珥+A鞏+△珥    (3-1)
    式中H-總壓頭(m)；
    AH。——消耗在速度上的壓頭損失(m)；
    AHr-克服管道摩擦的壓頭損失(m)；
    AHh-克服管道轉(zhuǎn)彎、管接頭、異徑管等處阻力的壓頭損失(m)；
    AHf-克服閥門局部阻力的壓頭損失(m)。
    *，在管道內(nèi)介質(zhì)的流動有兩種狀態(tài)：層流和紊流。在*種情況時(shí)，壓頭損失與管
    路中液體的平均流速成比例：在第二種情況下，壓頭損失與液體流速的平方成比例。
    當(dāng)Re。<Re。時(shí)，產(chǎn)生層流；當(dāng)Re。>Re。時(shí)，產(chǎn)生紊流。
    式中Re。——與管路直徑有關(guān)的雷諾數(shù)；
    R。。——臨界雷諾數(shù)（對于管道，通常取Re。=2320），對于各種不同管道系統(tǒng)雷諾數(shù)臨界值
    是不同的，可達(dá)到2 x104或1×105。
    當(dāng)Re。≤105時(shí)，必然要產(chǎn)生帶有平方關(guān)系的AH =f(釘2)紊流。
    對于圓形截面管式中穢——管道內(nèi)介質(zhì)的流速（截面的平均流速）(n∥s)；
    D-管道內(nèi)徑(mm)；
   ——介質(zhì)的運(yùn)動粘度( II12/S)。
    介質(zhì)的運(yùn)動粘度也可以用斯托克斯(St)或者厘斯(cst)來表示。lSt= 10 -41112/S，lcSt=10“m2/s。
    介質(zhì)的粘度亦可用動力粘度叼，其單位為泊(P)或者厘泊(cP)，動力粘度叼與運(yùn)動粘度 V( IT12/S)的關(guān)系為
    艫1020000p
    式中田——動力粘度(Pa。s)；
    p-介質(zhì)密度( g/IIW13)。
    介質(zhì)通過閥門的壓頭損失一般可用下式表示：
    AHf= Av十Bvz
   式中A和B-閥門一定開度下的常數(shù)。
    若為粘性介質(zhì)且流速很低時(shí)，*項(xiàng)Av起決定性作用，在其他情況下；第二項(xiàng)Bv2起決定性作用。
    在絕大多數(shù)情況下，管道內(nèi)介質(zhì)的流動呈紊流狀態(tài)，Av值對壓頭損失影響不大，故可忽略不計(jì)。因此，在閥門計(jì)算時(shí)，通常采用下述公式：
    AHt= Bv2實(shí)驗(yàn)證實(shí)，此公式要的表示形式為
    AHt= Bv“式中戈=1.6 -2.4。
    由于目前還沒有足夠的數(shù)據(jù)說明閥門結(jié)構(gòu)對指數(shù)石的影響，通常取x=2。
    通過對多種閥門的試驗(yàn)表明，在一般情況下，對于水可以取x=2。為了進(jìn)行閥門的流體阻力計(jì)算，必須知道管道內(nèi)介質(zhì)的流速穢，此流速可以通過流量來確定（即質(zhì)量流量g?；蝮w積流量g，）。
    管道內(nèi)輸送介質(zhì)通常采用表3-1的流速。介質(zhì)在管道內(nèi)所選取的流速取決于技術(shù)與經(jīng)濟(jì)因素和具體使用條件。例如在火電站，由于蒸汽在高壓下的密度很大，故高壓蒸汽在管道內(nèi)所選取的流速比低壓蒸汽要低。
    為了簡化計(jì)算，在閥門流體阻力計(jì)算公式中采用下列計(jì)量單位：介質(zhì)流速v-m/s；液體或氣體的密度p_g/1111113；壓力-MPa。表3-1管道內(nèi)一般采用的流速（單位：m/s）
    若流量規(guī)定用體積流量q。，單位為rr13/h，則流速移(m/s)按式(3-2)計(jì)算：
式中AN-管道橫截面積，按公稱尺寸計(jì)( 1111112)。
    如果流量規(guī)定用質(zhì)量流量g。，單位為t/h，則流速”(m/s)按式(3-3)計(jì)算：式中p-在給定條件下(即壓力為p，單位為MPa，溫度為f(℃)時(shí)）液體或氣體的實(shí)際密
    度，單位為g/mm3。
    如果介質(zhì)是可壓縮的氣體，其密度p( g/mm3)按下式計(jì)算：
    p=RT-K =K
    0. Olp-    OlpM
式中pT——在給定條件下，氣體的理論密度（g／一3），Pr= RT一或P-r= 848t，
    K -壓縮系數(shù)，考慮實(shí)際密度與理論密度（按理想氣體計(jì)算）間的誤差，幾種氣體的K
    值按圖3-1 -圖3-10選取；
    卜一熱力學(xué)溫度(K)，T=273 +tC；
    R——氣體常數(shù)(kg．m/kg．K), R=篇筍；
    脅一相對分子質(zhì)量，按表3-2規(guī)定；
    p-壓力(MPa)。
    為了計(jì)算流經(jīng)管路水蒸汽的質(zhì)量流量g。( t/h)或者確定其管道直徑，可利用圖3-11的諾模圖。此圖包含四個(gè)變數(shù)p、gm、穢和D，根據(jù)三個(gè)給定的參數(shù)確定第四個(gè)參數(shù)。
①蒸汽流速ctZhi／s)
8薔覆勤疊蘭K    、
④例P-10. OMPa:t=4500C;qm=50t/h; v=80m/s;D-80mm
圖3-11確定管內(nèi)蒸汽流量的圖表
    閉路閥的壓頭損失可以用△H( m)，或△p( MPa)表示。它們之間的關(guān)系是：lOm高的水柱產(chǎn)生一個(gè)大氣壓的壓力，因此，對于水：

式中p-壓頭日產(chǎn)生的壓力(MPa)；
  H-～壓頭(m)。
  對于密度為p的液體：因此
    則式(3-1)可改寫成：話    p= APv+ APr+ APh+Apf
    式中p-壓頭日產(chǎn)生的壓力(MPa)；
APv-消耗在速度上的壓力損失(MPa)；
Ap r-克服管道摩擦的壓力損失(MPa)；
  Aph-克服管道轉(zhuǎn)彎、連接件、彎管及異徑管等阻力的壓力損失(MPa)；
  Ap，——克服閉路閥或調(diào)節(jié)閥局部阻力的壓力損失(MPa)。Apf =p．-p2
其中Pi-閥前的壓力(MPa)；
    p2-閥后的壓力(MPa)。
    假定液體的全部位能轉(zhuǎn)換成動能，則可得到理想液體在靜壓頭日作用下的流動速度，其值
等于物體在這個(gè)高度的自由降落速度穢( m/s)：因此，式(3-4)中的各項(xiàng)可寫成：
    △Pv=毛．lOp△pT =f吉·驀．lOp△ph=∑fh．老．lOp  Apf=
式中p-介質(zhì)的密度（g/1111113）；
    g-重力加速度，g=9.8lm/sz；
    f-一摩擦系數(shù)；
    L-管道長度(m)；
    D-管道公稱尺寸(m)；
    彘——管道連接件的局部阻力系數(shù)；
    f，——閉路閥或調(diào)節(jié)閥的局部阻力系數(shù)。
將上述公式代入(3-4)得：
    p：（，+f L+∑fh）丟．1叩+∑玉驀．IOp    (3-5)
    由此可見，在已知總壓頭的情況下，管道內(nèi)介質(zhì)的流速及流經(jīng)管道的介質(zhì)流量，將根據(jù)管道
和安裝在管道上的閥門的阻力而有所不同。
    在管道閥門系統(tǒng)內(nèi)，當(dāng)總壓頭恒定時(shí)，閥門阻力的變化會改變介質(zhì)的流量，而流量的改變卻
改變不了壓頭損失的總和，當(dāng)重新進(jìn)衍穩(wěn)定流速時(shí)，壓頭損失的總和仍舊不變。蠡值對流速變化
的影響取決于管道系統(tǒng)的總阻力。

    管道的阻力值使閥門設(shè)計(jì)計(jì)算復(fù)雜化，為了不受管道阻力值的影響，通常采用如下關(guān)
系式：
    因?yàn)橐院笾谎芯块y門，為了簡便起見，只用Ap、AH、f，而不加角注。
    為了考慮附加因素對壓頭損失的影響，在公式(3-6)中引入下列系數(shù)：
    ①考慮到介質(zhì)的可壓縮性對壓頭損失的影響，對于氣態(tài)介質(zhì)，引入系數(shù)6；
    ②考慮到粘性介質(zhì)對壓力降A(chǔ)p的影響，對于粘性介質(zhì)和低流速介質(zhì)引入系數(shù)砂，。
    因此，得出以下通用公式

    △p= 8tppC專。IOp    (3-7)
    當(dāng)f值未知時(shí)，但閥座的開啟截面積A。（mm/）及閥門在給定開啟高度A。/A。下的總流量系數(shù)
K。為已知，則流阻系數(shù)f值可按下式確定：
    ；=（急）2當(dāng)f值未知時(shí)，而閥門的許用通過能力[Kv]為已知，其阻力系數(shù)可按下式確定：與本產(chǎn)品相關(guān)論文：禁油脫脂氧氣減壓閥操作維護(hù)