調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)計算
日期：2021/04/16
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第二節(jié)流量系數(shù)Kv值計算公式的修正
111上述討論Kv值計算公式的扒導(dǎo)中，可以看出該推導(dǎo)中存在什么問題？
①把調(diào)節(jié)閥模擬為簡單形式來推導(dǎo)中，未考慮與不同閥結(jié)構(gòu)實際流動之間的修正問題。②在飽和的狀態(tài)下，阻塞流動（即流量不再隨壓差的增加而增加）的差壓條件為
0.5，同樣未考慮不同閥結(jié)構(gòu)對該臨界點的影響問題。③未考慮低雷諾數(shù)和安裝條件的影響。
112上述Kv值計算公式推導(dǎo)中存在的問題會造成什么影響？
由于把調(diào)節(jié)閥模擬為簡單形式來推導(dǎo)Kv值計算公式，只考慮到閥門前、后的壓差，而沒有考慮到閥門結(jié)構(gòu)對流動的影響，而實際上各種閥門因結(jié)構(gòu)不同，流動阻力不一樣，勢必會造成很大的計算偏差。另外，由于沒有考慮低雷諾數(shù)的影響，在極端情況下，當雷諾數(shù)很低，例如黏性很大的流體，流體的流動已經(jīng)成為層流狀態(tài)，此時如果仍按簡單情況推導(dǎo)的Kv值計算公式計算，誤差一定很大。
113何謂壓力恢復(fù)？
當流體流過調(diào)節(jié)閥時，其中壓力變化如圖3-4所示，可知在閥芯、閥座處由于節(jié)流作用而在附近的下游處產(chǎn)生一個縮流，其流體的流速大，但靜壓小。在遠離縮流處，隨著閥內(nèi)的流通面積的增大，流體的流速減小，由于相互摩擦，部分參量轉(zhuǎn)變成內(nèi)能，大部分靜壓被恢復(fù)，形成了閥門壓差。換言之，流體在節(jié)流處的壓力急劇下降，并在其后的節(jié)流通道中逐漸恢復(fù)，但已經(jīng)不能恢復(fù)到原來的P1值。這便是壓力恢復(fù)現(xiàn)象。
114何謂壓力恢復(fù)系數(shù)FL？
在原公式的推導(dǎo)中，認為調(diào)節(jié)閥節(jié)流處由P1直接下降到P2，見圖3-5中虛線所示。但實際上，壓力變化曲線如圖3-5中實線所示，存在著壓力恢復(fù)的情況。不同結(jié)構(gòu)的閥，壓力恢復(fù)的情況不同。阻力越小的閥，恢復(fù)越厲害，越偏離原推導(dǎo)公式的壓力曲線，原公式計算的結(jié)果與實際誤差越大。因此，引入一個表示閥壓力恢復(fù)程序的系數(shù)FL來對原公式進行修正。FL稱為壓力恢復(fù)系數(shù)（Pressure recevery facror）,其表達式為
分別表示產(chǎn)生閃蒸時的縮流處壓差和閥前后壓差。
115壓力恢復(fù)系數(shù)FL如何試驗測定？
由
知FL是在閥門產(chǎn)生閃蒸時閥前后壓差△Pc與縮流處壓差△Pvc之比。用透明閥體做試驗將會發(fā)現(xiàn)，當節(jié)流處產(chǎn)生閃蒸，即在節(jié)流處產(chǎn)生氣泡群時，Q就基本上不隨著△P的增加而增加。這個試驗說明：產(chǎn)生閃蒸的臨界壓差就是產(chǎn)生阻塞流的臨界壓差，測定此時的閥前后壓差△Pc和縮流處壓差△Pvc，便可求得壓力恢復(fù)系數(shù)FL，F(xiàn)L值的大小取決于調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)形狀。由試驗確定的各類閥的FL值見表3-1
116FL的物理意義及其在調(diào)節(jié)閥計算中如何運用？
FL既可表示不同閥結(jié)構(gòu)造成的壓力恢復(fù)，以修正不同閥結(jié)構(gòu)造成的流量系數(shù)計算誤差，還要用于正常流動或阻塞流動的判別。
因為FL定義公式（3-14）中的壓差△Pc就是該試驗閥產(chǎn)生阻塞流動的臨界壓差。這樣，當△P＜△Pc時為正常流動，當△P≥△Pc時為阻塞流動。從式（3-14）中可解出液體介質(zhì)的△Pc為
117何謂閃蒸（flashing）現(xiàn)象？
如圖3-1所示，當壓力為P1的液體流經(jīng)節(jié)流孔時，流速實然急劇增加，而靜壓力驟然下降，當孔后壓力P2達到或者低于該流體所在情況下的飽和蒸汽壓Pv時，部分液體就汽化成氣體，形成 氣液兩相共存的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為閃蒸。產(chǎn)生閃蒸時，對閥芯、閥座材料已開始有侵蝕破壞作用，而且影響液體流量計算公式的正確。
118何謂空化（cavitation）現(xiàn)象？
如果產(chǎn)生閃蒸之后，P2不是保持在飽和蒸汽壓以下，而是在離開節(jié)流孔之后又驟然上升，這時氣泡產(chǎn)生破裂并轉(zhuǎn)化為液態(tài)，這個過程即為空化作用。由此可見，空化作用是一個過程的兩個階段：一個階段是液體內(nèi)部形成空腔或氣泡，即閃蒸階段；第二個階段是這些氣泡的破裂，即空化階段。
119空化作用帶來哪些影響？
一是產(chǎn)生阻塞流，如圖3-6所示，許多氣泡集中在閥的節(jié)流孔后，阻礙流體的流動，自然影響了流量的增加，即產(chǎn)生了阻塞情況。
二是產(chǎn)生汽蝕，如圖3-7所示，產(chǎn)生空化作用時，在縮流處的后面由于壓力恢復(fù)，升高的壓力壓縮氣泡，達到臨界尺寸的氣泡開始變?yōu)闄E圓形，接著在上游表面開始變平，然后突然爆裂。所有的能量集中在破裂點上，產(chǎn)生極大的沖擊力。如果氣泡在接近節(jié)流孔后的固體表面處破裂，這種沖擊力會慢慢地撕裂材料表面，形成類似于煤渣的粗糙表面。
120何謂阻塞流？阻塞流對流量系數(shù)Kv值計算的影響如何?
阻塞流是指不可壓縮流體或可壓縮流體在流過調(diào)節(jié)閥時所達到的大流量狀態(tài)。測定辦法是：在固定的入口條件下，閥前壓力P1保持一定而逐步閥后壓力P2，致使流經(jīng)調(diào)節(jié)閥的流量增加到一個大的值，再繼續(xù)P2，流量不再增加，這個流量即為阻塞流。阻塞流出現(xiàn)之后，流量與壓差（△P=P1-P2）-之間的關(guān)系已不再遵循流量系數(shù)推導(dǎo)公式所描述的規(guī)律。
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