閥門通徑和介質(zhì)流速之間的關(guān)系分析
閥門的流量與流速主要取決于閥門的通徑,也與閥門的結(jié)構(gòu)型式對介質(zhì)的阻力有關(guān),同時與閥門的壓力、溫度及介質(zhì)的濃度等諸因素有著一定內(nèi)在聯(lián)系。
閥門的流道面積與流速、流量有著直接關(guān)系,而流速與流量是相互依存的兩個量。當(dāng)流量一定時,流速大,流道面積便可小些;流速小,流道面積就可以大些。反之,流道面積大,其流速??;流道面積小,其流速大。
介質(zhì)的流速大,閥門通徑可以小些,但阻力損失較大,閥門易損壞。流速大,對易燃易爆介質(zhì)會產(chǎn)生靜電效應(yīng),造成危險;流速太小,效率低,不經(jīng)濟(jì)。對粘度大和易爆的介質(zhì),應(yīng)取較小的流速。油及粘度大的液體隨粘度大小選擇流速,一般取0.1~2m/s。
一般情況下,流量是已知的,流速可由經(jīng)驗確定。通過流速和流量可以計算閥門的公稱通徑。
閥門通徑相同,其結(jié)構(gòu)型式不同,流體的阻力也不一樣。在相同條件下,閥門的阻力系數(shù)越大,流體通過閥門的流速、流量下降越多;閥門阻力系數(shù)越小,流體通過閥門的流速、流量下降越少。
各種介質(zhì)常用流速見下表。
流體名稱 | 使用條件 | 流速 | |
飽和蒸汽 | DN>200 | 30~40 | |
過熱蒸汽 | DN>200 | 40~60 | |
低壓蒸汽 | ρ<1.0(絕壓) | 15~20 | |
中壓蒸汽 | Ρ=1.0~4.0(絕壓) | 20~40 | |
高壓蒸汽 | Ρ=4.0~12.0(絕壓) | 40~60 | |
壓縮氣體 | 真空 | 5~10 | |
氧氣 | Ρ=0~0.05(表壓) | 5~10 | |
煤氣 | 2.5~15 | ||
半水煤氣 | Ρ=0.1~0.15(表壓) | 10~15 | |
天然氣 | 30 | ||
氮?dú)?/span> | Ρ=5~10(絕壓) | 15~25 | |
氨氣 | 真空 | 15~25 | |
乙炔水 | 30 | ||
乙炔氣 | ρ<0.01(表壓) | 3~4 | |
氯 | 氣體 | 10~25 | |
氯化氫 | 氣體 | 20 | |
液氨 | 真空 | 0.05~0.3 | |
氫氧化鈉 | 濃度0~30% | 2 | |
硫酸 | 濃度88%~93% | 1.2 | |
鹽酸 | 1.5 | ||
水及粘度 | Ρ=0.1~0.3(表壓) | 0.5~2 | |
自來水 | 主管Ρ=0.3(表壓) | 1.5~3.5 | |
鍋爐給水 | >3 | ||
蒸汽冷凝水 | 0.5~1.5 | ||
冷凝水 | 自流 | 0.2~0.5 | |
過熱水 | 2 | ||
海水、微堿水 | Ρ<0.6(表壓) | 1.5~2.5 |
注:
DN值的單位為:mm;
Ρ值的單位為:MPa。
閘閥的阻力系數(shù)小,僅在0.1~1.5的范圍內(nèi)、;
口徑大的閘閥,阻力系數(shù)為0.2~0.5;
縮口閘閥阻力系數(shù)大一些。
截止閥的阻力系數(shù)比閘閥大得多,一般在4~7之間。Y型截止閥(直流式)阻力系數(shù)最小,在1.5~2之間。
鍛鋼截止閥阻力系數(shù)最大,甚至高達(dá)8。
止回閥的阻力系數(shù)視結(jié)構(gòu)而定:旋啟式止回閥通常約為0.8~2,其中多瓣旋啟式止回閥的阻力系數(shù)較大;
升降式止回閥阻力系數(shù)最大,高達(dá)12。
旋塞閥的阻力系數(shù)小,通常約為0.4~1.2。
隔膜閥的阻力系數(shù)一般在2.3左右。
蝶閥的阻力系數(shù)小,一般在0.5以內(nèi)。
球閥的阻力系數(shù)最小,一般在0.1左右。
上述閥門的阻力系數(shù)是閥門全開狀態(tài)下的數(shù)值。
閥門通徑的選用,應(yīng)考慮到閥門的加工精度和尺寸偏差,以及其它因素影響。閥門通徑應(yīng)有一定的富裕量,一般為15%。在實際的工作中,閥門通徑隨工藝管線的通徑而定。