閥門(mén)常(cháng)見問(wèn)題之"高(gāo)壓力降"

由於(yú)上(shàng)遊(yóu)和下遊壓力的差別,物流通過閥(fá)門(mén)流動,它(tā)叫做壓力(lì)降(jiàng)(△P)或壓差。如果(guǒ)管線尺寸在閥門上遊和閥門下遊兩者是相同的且速度是恒定的,閥門必須經過摩擦損失而降低流體壓力從而產(chǎn)生流動。閥門摩擦損失的一部分起因於流體和閥門壁的摩擦。但是此摩擦很小,對於適當的流體(tǐ)不能產生足夠的壓力降。使閥門產生明顯的壓力損失的更有效的方法是通過(guò)閥體內的節流。因為(wéi)許多閥(fá)門設計(jì)成允許閥門一部分比管線更(gèng)為(wéi)狹窄,它能很容易地在流體層中(zhōng)提供節流。因為守恒定律,當流體接近閥門時,為了使全部流體通過閥門(mén),它的速度要(yào)增加。反之,相應產(chǎn)生壓力下降。
最高流速和最低壓力發生(shēng)在最狹窄縮頸處的下遊,它(tā)叫做收縮(suō)斷麵。圖二表示收縮斷(duàn)麵(miàn)不是在本身節流處,而是在節流下遊(yóu)的一段距離,此距離隨著所涉及的壓力而變。在收縮斷麵物流流速是最大的速度時,物流層的流動麵積則是其最小值。
在收縮斷麵之後,物流變慢和壓力再次升高,但未達到原(yuán)始(shǐ)上遊壓力值。上遊壓力與下遊壓(yā)力(lì)之間的差值是物流通過閥門(mén)時由摩擦損失造成的,它叫做永久壓力(lì)降。收縮斷麵的壓力和下遊壓力閥門的流率可通過減少下遊壓力而增加。對於液體操作,物流可被下落到低於物流蒸汽壓的壓力(lì)降所限製,它將產(chǎn)生內(nèi)向爆炸氣泡和氣體的氣阱(分別(bié)叫做氣穴或閃蒸)。當液體物流已被混有氣泡或氣阱的流體本身所飽合時(shí),發生物流堵塞,且通過降低(dī)下流壓力也不能再增加。換言之,液體中(zhōng)氣體的形成(chéng)擠滿了收縮斷麵而限製了能夠(gòu)通過閥門的(de)流量。對於氣(qì)體,當流速接近聲速,也(yě)可(kě)能發生物流堵塞,且盡管下遊壓力已減少但閥門也不能增(zēng)加流量
閥門高壓力降效應
如上討論,閥門的下列功能取決於存在(zài)壓力降,它使物(wù)流自上遊(yóu)容器(qì)流入下遊(yóu)容器或通向大氣。因為壓力降的產生是由於閥門通過(guò)摩擦損失而吸引(yǐn)能量,理想的壓力降使得全部物流通過閥體流動而無過高的流速,吸收較少能量。但是,某些工藝係統,由於係統的要求,在(zài)通(tōng)過閥門時可能產生大的壓力降。
高的壓(yā)力降通過閥門時產生許多問題,例如氣穴、閃蒸、堵塞物流、高噪聲水平和振動。這些問題(tí)引起許多直接影響:對閥體和閥芯的磨損和氣穴的損傷,閥門本身的失靈或性能變差,附屬儀表的校準漂移,管線疲勞或鄰近工人的聽力損害(hài)。在這種情況(kuàng)下,高壓力降下操作的閥(fá)門要求使用(yòng)較貴的閥芯、更為頻繁(fán)的維護、大量(liàng)備件庫存(cún)和管線支架。這些措施增加(jiā)了維護和工程造價。
雖然用戶注(zhù)意到高壓力降的影響,但存在高壓力降的最大威脅是降低了工藝係統的效率。因為高壓力降吸收(shōu)大量能量,使能量自係統中損失。在大多數工藝(yì)係統中,加(jiā)入到係統的能量是由鍋爐或泵的壓力所產生的。量的兩種方法,多能量被係統吸收(shōu)時,包括高壓力降閥門的(de)能量損失,則必須使用較大的鍋爐(lú)或泵。所以,如果係統設計中僅有少數高(gāo)壓力降閥門,則係統更為有效,並能使用較小的鍋爐和泵。








