工程设计中调节阀压力恢复系数FL的应用分析.docVIP

?? ?工程设计中调节阀压力恢复系数FL的应用分析???1、引言 ?????在工程设计中，经常需要对调节阀进行选型与计算，以达到稳定控制的目的。但调节阀选型与计算时对FL的考虑较困难。本文除对FL的一般规律作分析，同时通过实例，对可能出现阻塞流工况，如何深入考虑FL作出分析。 ????? 2、阻塞流的产生 ?????在流量系数Cv的计算公式中，阀前压力P1，阀后压力P2的取压位置及流体通过调节阀的压力降变化情况如图1所示。 图1??阀内的压力恢复特性 ?????阀上压降为ΔP=P1-P2。按能量守恒定律，在流体缩脉处的流速最大而压力最低，即压力降最大，称为ΔPvc。缩流处后流体流速又减小，直至P2处大部分静压得到恢复，此时压力降为ΔP。 ?????当介质是液体，在压差足够大时，部份液体在该操作温度下汽化，即发生了闪蒸。液体中夹带了蒸汽，产生了二相流，液体不再是不可压缩的，这时即使再增加压差，流量也不再增加，这种极限流量现象称为液体阻塞流。 ????? 3、FL的具体分析 ????? 3.1?FL的定义 ?????????????FL=Sqt（ΔP/ΔPvc）=Sqt（P1-P2）/（P1-Pvc）????????（1） ????? 3.2? FL的意义 ?????FL是一个实验数据，表明了调节阀在液体通过后动能转变为静压能的恢复能力（见图1），也表明了液体产生阻塞流的临界条件，故FL又称为临界流量系数。提出FL的目的，在于判断液体通过调节阀时是否产生隆塞流，并用于计算调节阀的最大允许压差。 ?????3.3?阻塞流的判断 ????? 理论上用与的大小关系来判断是否产生阻塞流，但在工程计算时用压差大小来判断。图2表明了通过阀门的流量与压差的关系。 图2? 流量与压差的关系 ?????最大允许压差定义为ΔPc： ?????????????ΔPc = FL2 ＊ ΔPvc=FL2＊?（P1-FFPv）???????（2） ?????Pv：操作温度下的液体饱和蒸汽压????? FF：液体临界压力比系数 ????? 3.4 决定阻塞流的因素 ?????从公式2来看，一旦操作工况决定，最大允许压差ΔPc与FL有关系。阻塞流的产生与通过调节阀流量的大小，调节阀口径没有关系。 ????? 4、FL值的一般规律 ?????4.1FL值的大小与调节阀的结构形式、流向、开度有关。一般情况下，制造厂提供的FL值是指调节阀全开下的数值。 ?????4.2几何结构完全相同的调节阀FL值相同，并与口径无关。同一类型的调节阀由于各制造厂的结构略有不同，故FL也有差别。 ?????4.3国际知名的制造厂提供了各系列调节阀的FL值，国内也有推荐值。详见表1，表2。 表1 Masoneilan 偏心旋转阀 ? Parcent of Plug Rotation 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 FL Flow to Open 0.96 0.93 0.91 0.89 0.88 0.87 0.87 0.86 0.86 0.85 Flow to Close 0.94 0.91 0.88 0.83 0.80 0.77 0.74 0.72 0.70 0.68 表2 国产调节阀FL的推荐值 ? 阀型式 阀芯型式 流向 FL 单座阀 柱塞形 流开 0.90 柱塞形 流闭 0.90 窗口形 任意流向 0.90 套筒形 流开 0.90 套筒形 流闭 0.80 双座阀 柱塞形 任意流向 0.85 窗口形 任意流向 0.90 角形阀 柱塞形 流开 0.90 柱塞形 流闭 0.80 套筒形 流开 0.85 套筒形 流闭 0.80 球阀 O形球阀孔径=0.8d 任意流向 0.55 V形孔球阀 任意流向 0.57 偏心旋转阀 柱塞形 任意流向 0.85 蝶阀 60全开 任意流向 0.68 90全开 任意流向 0.55 ????? 4.4? 值与调节阀形式、开度的一般关系（参见图3） ?????一般情况下，直行程调节阀的值比旋转型调节阀的大， 值随调节阀开度的增加而减小。 图3??FL值与阀门开度的关系 ?????（1）DSP球体阀：V口形球阀????? （2）SP球体阀：流开??????（3）偏心旋转阀：流开????? （4）阀体分离阀：流开??????（5）偏心旋转阀：流关????? （6）蝶阀（小力矩）??????（7）控制球阀????? （8）阀体分离阀：流关??????（9）DP球体阀：柱塞形阀芯????? （10）SP球体阀：流关????