标准节流孔板计算程序
节流孔板的原理及限流计算
节流孔板的原理及限流计算节流孔板的原理管道的前后压差较大时,往往采用增加节流孔板的方式,其原理是:流体在管道中流动时,由于孔板的局部阻力,使得流体的压力降低,能量损耗,该现象在热力学上称为节流现象。
该方式比采用调节阀要简单,但必须选择得当,否则,液体容易产生汽蚀现象,影响管道的安全运行。
1汽蚀现象节流孔板的作用,就是在管道的适当地方将孔径变小,当液体经过缩口,流束会变细或收缩。
流束的最小横断面出现在实际缩口的下游,称为缩流断面。
在缩流断面处,流速是最大的,流速的增加伴随着缩流断面处压力的大大降低。
当流束扩展进入更大的区域,速度下降,压力增加,但下游压力不会完全恢复到上游的压力,这是由于较大内部紊流和能量消耗的结果。
如果缩流断面处的压力pvc降到液体对应温度下的饱和蒸汽压力pv以下,流束中就有蒸汽及溶解在水中的气体逸出,形成蒸汽与气体混合的小汽泡,压力越低,汽泡越多。
如果孔板下游的压力p2仍低于液体的饱和蒸汽压力,汽泡将在下游的管道继续产生,液汽两相混合存在,这种现象就是闪蒸。
如果下游压力恢复到高于液体的饱和蒸汽压力,汽泡在高压的作用下,迅速凝结而破裂,在汽泡破裂的瞬间,产生局部空穴,高压水以极高的速度流向这些原汽泡占有的空间,形成一个冲击力。
由于汽泡中的气体和蒸汽来不及在瞬间全部溶解和凝结,在冲击力作用下又分成小汽泡,再被高压水压缩、凝结,如此形成多次反复,并产生一种类似于我们可以想象的砂石流过管道的噪音,此种现象称为空化(见图2)。
流道材料表面在水击压力作用下,形成疲劳而遭到严重破坏。
我们把汽泡的形成、发展和破裂以致材料受到破坏的全部过程称为汽蚀现象。
闪蒸和空化的主要区别在于汽泡是否破裂。
存在闪蒸现象的系统管道,由于介质为汽水两相流,介质比容和流速成倍增加,冲刷表面磨损相当厉害,其表现为冲刷面有平滑抛光的外形。
闪蒸也产生噪音和振动,但其声级值一般为80 dB以下,不超出规范规定的许可范围。
空化则不然,汽泡破裂和高速冲击会引起严重的噪音,管道振动大,在流道表面极微小的面积上,冲击力形成的压力可高达几百甚至上千兆帕,冲击频率可达每秒几万次,在短时间内就可能引起冲刷面的严重损坏,其表现为冲刷面会产生类似于煤渣的粗糟表面。
标准节流装置的设计计算
标准节流装置的设计计算
设计一个标准节流装置,需要进行以下几个计算步骤:
1. 确定流量需求:首先需要确定所需的流量,即希望通过节流装置的液体或气体的流量,单位可以是立方米/小时或升/分钟等。
2. 指定节流装置的类型:根据所需的流量和应用要求,选择合适的节流装置类型,如孔板、节流阀、喷嘴等。
3. 计算节流装置的压力差:根据所选节流装置的类型和流量需求,计算所需的压力差。
这可以通过流量方程或实验数据得出。
4. 节流装置的尺寸计算:根据已知的流量和压力差,计算合适的节流装置尺寸。
对于孔板、节流阀等装置,可以根据标准图表或公式计算出合适的尺寸。
5. 设计节流装置的材料和结构:根据应用环境和流体物性,选择合适的材料和结构设计,确保装置的耐腐蚀性和可靠性。
6. 系统优化和验证:根据实际情况对设计进行优化,可以通过实验或模拟计算验证节流装置的性能和可行性。
需要注意的是,这只是一个一般的设计计算流程,具体的标准节流装置的设计计算还需根据具体情况进行。
节流孔板孔径及壁厚计算
名称 通过孔板的流量 水的密度 孔板前后的压差
符号
G ρ Δp
节流孔板的孔径
dk
单位 t/h kg/m3 Mpa
mm
数据
备注
200 1000 0.5
61.4077 d k
421 . 6 G p
蒸汽管道上的节流孔板
k
节流孔板后的压力p2k,与孔板前的滞止压力p0k之比ε2=p2k/p0k,当ε2达到εc=
临界流动时,节流孔板 孔洞面积
Fk'
mm2
322.1829 Fk'
G T0
0.367 K " p0
g R
蒸汽临界流动时,孔板 孔洞直径
dk
mm
20.25379
dk
4 * Fk'
比流量
q
蒸汽亚临界流动时,即 ε2=p2k/p0k>εc时, Fk 孔板孔洞面积
蒸汽亚临界流动时,孔 板孔洞直径
dk
"值
1.2 1.15 1.135
1.1
0.649 0.639 0.636 0.628
0.037 0.85
0.770872
q 1 1c
(1 2 )(1 2 c 2 )
mm2
417.9463 Fk=Fk'/q
mm
23.06828
dk
4 * Fk
孔板厚度的计算
名称
符号
孔板前的滞止压力
p
主管内径
Di
钢材在设计温度下的许 用应力
[σ]t
与孔板结构有关的系数 K'
与孔板结构有关的系数 φ'
孔板计算厚度
标准孔板计量方法
对改建或新建的计量系统应满足本标准要 求。本标准不强调更新已建计量系统。如 果计量系统不满足本标准要求,由于流动 条件和上游直管不相适应,就可能存在计 量系统附加误差。
二、气流条件
1)气流通过节流装置的流动应是保持亚音速的, 稳定的或仅随时间缓慢变化的。本标准不适用于 脉动流的流量测量。 2)气流应是均匀单项的牛顿流体。若气体含有 质量成分不超过2%的固体或流体微粒,且呈均匀 分散状态,也可以认为是均匀单项的牛顿流体。 3)气流流经孔板以前,其流束应与管道轴线平 行,气流流动应为充分发展紊流且无漩涡,管道 横截面所有点上的旋涡角小于2°,即认为无旋 涡。
四、安装要求
1)节流装置应安装在两段具有等直径的圆 形横截面的直管段之间,在此中间,除了 取压孔、测温孔外,无本标准规定之外的 障碍和连接支管。直管段毗邻孔板的上游 10D(D为上游测量管内径,下同)或流动 调整器后和下游4Dde直管部分需机加工, 并符合本标准规定。
2)符合上述所要求的最短直管段长度随阻 流件的形式和直径比而异,并随是否安装 流动调整器而不同,见图1。
十一、孔板夹持器:分为法兰取压孔板夹持器、角接取压 孔板夹持器 十二、天然气流量测量原理和计算方法
1)测量原理 天然气流经节流装置时,流束在孔板处形成局部收缩,从 而使流速增加,静压力降低,在孔板前后静压力差(差 压),气流的流速越大,孔板前后产生的差压也越大,从 而可通过测量差压来衡量天然气流过节流装置的流量大小。 这种测量流量的方法是以能量守恒定律和流动连续性方程 为基础的。
五、直管段的条件
1)直管段直度:节流装置用的直管应该是 直的。当与管道直线的偏差不超过其长度 的0.4%时,则认为管道是直的,通常情况 下只需目测检查。上下游直管段对接引起 管道直线的偏差也应不超过其长度的0.4%。 2)直管段圆度和直径:直管段圆度在孔板 上下游侧距取压孔沿测量管轴向长度上各 为0.5Dde范围内,应实测。
标准节流孔板说明书
(1)两端的直管段应与节流装置同轴。 (2)节流件上游侧 2D 以外的管道可由一根或几根管段组成。但任何两根管段之间,由于管道突变或错 位在内表面形成的台阶应小于±0.3%。 (3)节流装置或节流件应按外表面所标明的流动方向安装。 (4)导压管可配用普通级精度的 20 号钢冷拨无缝钢管。其规格为 14×2,钢管头部表面不应有拉痕, 凹凸陷,裂纹或锈蚀现象。节流装置与差压变送器应尽可能靠近,一般不超过 20m,如果传压距离大于 20m, 首先应考虑就近安装变送器,将差压转为电信号后再远传。传压细管应扎成一束,用支架或卡箍固定在墙壁上 或沟槽中,并应保证每 1m 有 70mm 的坡度。 (5)法兰安装夹紧后,各密封垫片不得突入管腔。 (6)差压信号管路的安装要求见附录二。 4、在水平或倾斜的工艺管道上安装的孔板或喷嘴,若有排泄孔的位置对液体介质应在工艺管道的正上 方,对气体及蒸汽介质应在工艺管道的正下方。 七、使用与维护
QJ-06,16,44
≤400
冷凝器
QL-06,16,42
隔离器
QG-06,16,43
沉降器
QC-06,16,45
≤42.0
——
———
非流量测量装置,仅用于 对流体压力或流量的限制
测量液体流量时,随时收集和定期排除导压管中的气体时,需 ≤42.0
要带集气器。
测量蒸汽及温度达于 100水的流体,避免高温流体进如仪表时, ≤42.0
八槽孔板 压损小寿命长,一般用于 104~107 电厂主给水和主蒸汽等重
要场合 适用于压损要求较小和寿 2×103~107 命长的场合;高温高压的
节流孔板计算程序
Cv USgal/min 流量系数 注: 多级减压孔板压差应为ΔP1=2ΔP2=4ΔP3· · · =2n-1ΔPn。
表1 水管道上的节流孔板计算程序
计 算 公 式 103G/ρ 15.9MPa,295.4℃ 设计给定 设计给定 P1-ΔP (421.6αG/(ρΔP) ) 经验值 FL2(P1-FFPV) 选取 0.96-0.28(PV/PC)0.5 295.4℃ ΔP<ΔPC为非阻塞流,ΔP≥ΔPC为阻塞流 V(10 ρ/ΔP) 1.167Kv
表1 水管道上的节流孔板计算程序
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 名 称 或 计 算 项 目 符 号 G V ρ ΔP P1 P2 d α ΔPC FL FF PV PC / Kv 单 位 t/h m3/h kg/m3 MPa MPa MPa mm / MPa / / MPa MPa / m3/h 流体的质量流量 流体的体积流量 流体的密度 节流孔板前后的压差 节流孔板前的压力 节流孔板后的压力 节流孔直径 收缩系数 临界压差 压力恢复系数 水的临界压力比系数 饱和蒸汽压 水的临界压力 判别式 流量系数
-4 0.5 0.5 0.5
或
来
源
计算结果 108.0 146.6 736.9 0.0பைடு நூலகம்0369 15.9 15.819631 68.4 0.79 6.0950 0.80 0.79 8.049637 22.40 非阻塞流 140.3 163.8
备
注
设计给定
V(10-4ρ/ΔPC)0.5
ΔPn。
节流孔板计算书
49 60 20#钢
规 格
型号
公称直径
压力等级 Mpa
法兰内径 mm
结构长度
mm
取压口尺寸 mm
50 6.4 φ49
φ23
节流元件 材 法兰
螺栓 螺母 质 垫片
0Cr18Ni10Ti 20#钢
35CrMoA 35#钢
金属垫片
取压方位
上450
垦利石化
仪表车间
仪表编号 数量
用途 循环氢进E3201流量
数据
介质名称
操作温度
℃
操
操作压力 mpa
流 液体 kg/h 最大
蒸汽 kg/h 正常 作
ISO5167
1.014 1.29 20000
80 SCH80
74 89 20#钢
型号
公称直径
压力等级 Mpa
法兰内径 mm
结构长度
mm
取压口尺寸 mm
规 格
80 6.4 φ74
φ23
节流元件 材 法兰
螺栓 螺母 质 垫片
0Cr18Ni10Ti 20#钢
35CrMoA 35#钢
金属垫片
取压方位
管公 称 管
道 子 内 径 外 径 材 质
备 注
节流装置计算规格书
项目号 KY2006
第3页 共18页
FE3116
计算
1
节流元件型式
安装位置 取压方式
50-FG1090 选用仪表刻度
m3n/h
选用仪表差压
Kpa
最小流量限制
m3n/h
燃料气、H2S 雷诺数(正常流量) Re
40
面积膨胀校正系数 Fa
50 SCH40
孔板流量计流量的计算方法
煤矿抽放瓦斯利用孔板流量计计算抽放方法及参考系数Q混=Kb△h1/2δPδT=189.76a0mD2*(1/)1/2*△h1/2*(P T/760)1/2*(293/(273+t))1/2=*标准孔板流量系数*孔板截面与管道截面比*管道直径2*〔1/(混合气体中瓦斯浓度)〕1/2*孔板两侧的静压差1/2*(孔板上风端测得的绝对压力/760)1/2*(293/(273+同点温度))1/2 Q纯=Kb△h1/2δPδT x=(Kb△h1/2δPδT)*抽采瓦斯管路中的实际瓦斯浓度备注:1mm水柱等于帕,精度要求不高时可算为10帕;1mm汞柱等于133帕;标准孔板流量系数为孔板流量计由抽采瓦斯管路中增加的一个中心开孔的节流板、孔板两侧的垂直管段和取压管等组成,如下图。
当气体流经管路内的孔板时,流束将形成局部收缩,在全压不变的条件下,收缩使流速增加、静压下降,在节流板前后便会产生静压差。
在同一管路截面条件下,气体的流量越大,产生的压差也越大,因而可以通过测量压差来确定气体流量。
瓦斯混合气体流量由下式计算:Q=Kb△h1/2δPδT (1)该公式系数计算如下:K=189.76a0mD2(2)b=(1/)1/2 (3)δP=(P T/760)1/2 (4)δT=(293/(273+t))1/2 (5)式中:Q—瓦斯混合流量,米3/秒;K—孔板流量计系数,由实验室确定见表-4实际孔板流量特性系数K b—瓦斯浓度校正系数,由有关手册查表-3瓦斯浓度校正系数b值表△h—孔板两侧的静压差,mmH2O,由现场实际测定获取;δP—压力校正系数;δT—温度校正系数;x--混合气体中瓦斯浓度,%;t--同点温度,℃;a0--标准孔板流量系数;(在相关手册中查出)m--孔板截面与管道截面比;D--管道直径,米;P T--孔板上风端测得的绝对压力,毫米水银柱;p T=测定当地气压(毫米水银柱)+该点管内正压(正)或负压(负)(毫米水柱)÷为了计算方便,将δT、δP、b、K 值分别列入表1、表2、表3、表4中。
节流孔板的原理及限流计算
节流孔板的原理管道的前后压差较大时,往往采用增加节流孔板的方式,其原理是:流体在管道中流动时,由于孔板的局部阻力,使得流体的压力降低,能量损耗,该现象在热力学上称为节流现象。
该方式比采用调节阀要简单,但必须选择得当,否则,液体容易产生汽蚀现象,影响管道的安全运行。
1汽蚀现象节流孔板的作用,就是在管道的适当地方将孔径变小,当液体经过缩口,流束会变细或收缩。
流束的最小横断面出现在实际缩口的下游,称为缩流断面。
在缩流断面处,流速是最大的,流速的增加伴随着缩流断面处压力的大大降低。
当流束扩展进入更大的区域,速度下降,压力增加,但下游压力不会完全恢复到上游的压力,这是由于较大内部紊流和能量消耗的结果。
如果缩流断面处的压力pvc降到液体对应温度下的饱和蒸汽压力pv以下,流束中就有蒸汽及溶解在水中的气体逸出,形成蒸汽与气体混合的小汽泡,压力越低,汽泡越多。
如果孔板下游的压力p2仍低于液体的饱和蒸汽压力,汽泡将在下游的管道继续产生,液汽两相混合存在,这种现象就是闪蒸。
如果下游压力恢复到高于液体的饱和蒸汽压力,汽泡在高压的作用下,迅速凝结而破裂,在汽泡破裂的瞬间,产生局部空穴,高压水以极高的速度流向这些原汽泡占有的空间,形成一个冲击力。
由于汽泡中的气体和蒸汽来不及在瞬间全部溶解和凝结,在冲击力作用下又分成小汽泡,再被高压水压缩、凝结,如此形成多次反复,并产生一种类似于我们可以想象的砂石流过管道的噪音,此种现象称为空化(见图2)。
流道材料表面在水击压力作用下,形成疲劳而遭到严重破坏。
我们把汽泡的形成、发展和破裂以致材料受到破坏的全部过程称为汽蚀现象。
闪蒸和空化的主要区别在于汽泡是否破裂。
存在闪蒸现象的系统管道,由于介质为汽水两相流,介质比容和流速成倍增加,冲刷表面磨损相当厉害,其表现为冲刷面有平滑抛光的外形。
闪蒸也产生噪音和振动,但其声级值一般为80dB以下,不超出规范规定的许可范围。
空化则不然,汽泡破裂和高速冲击会引起严重的噪音,管道振动大,在流道表面极微小的面积上,冲击力形成的压力可高达几百甚至上千兆帕,冲击频率可达每秒几万次,在短时间内就可能引起冲刷面的严重损坏,其表现为冲刷面会产生类似于煤渣的粗糟表面。
节流孔板的原理及限流计算
节流孔板的原理管道的前后压差较大时,往往采用增加节流孔板的方式,其原理是:流体在管道中流动时,由于孔板的局部阻力,使得流体的压力降低,能量损耗,该现象在热力学上称为节流现象。
该方式比采用调节阀要简单,但必须选择得当,否则,液体容易产生汽蚀现象,影响管道的安全运行。
1汽蚀现象节流孔板的作用,就是在管道的适当地方将孔径变小,当液体经过缩口,流束会变细或收缩。
流束的最小横断面出现在实际缩口的下游,称为缩流断面。
在缩流断面处,流速是最大的,流速的增加伴随着缩流断面处压力的大大降低。
当流束扩展进入更大的区域,速度下降,压力增加,但下游压力不会完全恢复到上游的压力,这是由于较大部紊流和能量消耗的结果。
如果缩流断面处的压力pvc降到液体对应温度下的饱和蒸汽压力pv以下,流束中就有蒸汽及溶解在水中的气体逸出,形成蒸汽与气体混合的小汽泡,压力越低,汽泡越多。
如果孔板下游的压力p2仍低于液体的饱和蒸汽压力,汽泡将在下游的管道继续产生,液汽两相混合存在,这种现象就是闪蒸。
如果下游压力恢复到高于液体的饱和蒸汽压力,汽泡在高压的作用下,迅速凝结而破裂,在汽泡破裂的瞬间,产生局部空穴,高压水以极高的速度流向这些原汽泡占有的空间,形成一个冲击力。
由于汽泡中的气体和蒸汽来不及在瞬间全部溶解和凝结,在冲击力作用下又分成小汽泡,再被高压水压缩、凝结,如此形成多次反复,并产生一种类似于我们可以想象的砂石流过管道的噪音,此种现象称为空化(见图2)。
流道材料表面在水击压力作用下,形成疲劳而遭到严重破坏。
我们把汽泡的形成、发展和破裂以致材料受到破坏的全部过程称为汽蚀现象。
闪蒸和空化的主要区别在于汽泡是否破裂。
存在闪蒸现象的系统管道,由于介质为汽水两相流,介质比容和流速成倍增加,冲刷表面磨损相当厉害,其表现为冲刷面有平滑抛光的外形。
闪蒸也产生噪音和振动,但其声级值一般为80 dB以下,不超出规规定的许可围。
空化则不然,汽泡破裂和高速冲击会引起严重的噪音,管道振动大,在流道表面极微小的面积上,冲击力形成的压力可高达几百甚至上千兆帕,冲击频率可达每秒几万次,在短时间就可能引起冲刷面的严重损坏,其表现为冲刷面会产生类似于煤渣的粗糟表面。
节流孔板的原理及限流计算
节流孔板的原理管道的前后压差较大时,往往采用增加节流孔板的方式,其原理是:流体在管道中流动时,由于孔板的局部阻力,使得流体的压力降低,能量损耗,该现象在热力学上称为节流现象。
该方式比采用调节阀要简单,但必须选择得当,否那么,液体容易产生汽蚀现象,影响管道的平安运行。
1汽蚀现象节流孔板的作用,就是在管道的适当地方将孔径变小,当液体经过缩口,流束会变细或收缩。
流束的最小横断面出现在实际缩口的下游,称为缩流断面。
在缩流断面处,流速是最大的,流速的增加伴随着缩流断面处压力的大大降低。
当流束扩展进入更大的区域,速度下降,压力增加,但下游压力不会完全恢复到上游的压力,这是由于较大部紊流和能量消耗的结果。
如果缩流断面处的压力pvc降到液体对应温度下的饱和蒸汽压力pv以下,流束中就有蒸汽及溶解在水中的气体逸出,形成蒸汽与气体混合的小汽泡,压力越低,汽泡越多。
如果孔板下游的压力p2仍低于液体的饱和蒸汽压力,汽泡将在下游的管道继续产生,液汽两相混合存在,这种现象就是闪蒸。
如果下游压力恢复到高于液体的饱和蒸汽压力,汽泡在高压的作用下,迅速凝结而破裂,在汽泡破裂的瞬间,产生局部空穴,高压水以极高的速度流向这些原汽泡占有的空间,形成一个冲击力。
由于汽泡中的气体和蒸汽来不及在瞬间全部溶解和凝结,在冲击力作用下又分成小汽泡,再被高压水压缩、凝结,如此形成屡次反复,并产生一种类似于我们可以想象的砂石流过管道的噪音,此种现象称为空化〔见图2〕。
流道材料外表在水击压力作用下,形成疲劳而遭到严重破坏。
我们把汽泡的形成、开展和破裂以致材料受到破坏的全部过程称为汽蚀现象。
闪蒸和空化的主要区别在于汽泡是否破裂。
存在闪蒸现象的系统管道,由于介质为汽水两相流,介质比容和流速成倍增加,冲刷外表磨损相当厉害,其表现为冲刷面有平滑抛光的外形。
闪蒸也产生噪音和振动,但其声级值一般为80 dB以下,不超出规规定的许可围。
空化那么不然,汽泡破裂和高速冲击会引起严重的噪音,管道振动大,在流道外表极微小的面积上,冲击力形成的压力可高达几百甚至上千兆帕,冲击频率可达每秒几万次,在短时间就可能引起冲刷面的严重损坏,其表现为冲刷面会产生类似于煤渣的粗糟外表。
孔板流量计流量计算方法
孔板流量计算方法本方法所需配置:适宜的孔板流量计,空盒气压计,压差计,温度计,瓦斯浓度测定仪。
孔板流量计由抽采瓦斯管路中加的一个中心开孔的节流板、孔板两侧的垂直管段和取压管等组成。
当气体流经管路内的孔板时,流束将形成局部收缩,在全压不变的条件下,收缩使流速增加、静压下降,在节流板前后便会产生静压差。
在同一管路截面条件下,气体的流量越大,产生的压差也越大,因而可以通过测量压差来确定气体流量。
混合气体流量由下式计算:Q=Kb△hδPδT(1)该公式系数计算如下:K=189.76a0mD2(2)b=(1/(1-0.00446x))(3)K—孔板流量计系数,由实验室确定;b—瓦斯浓度校正系数,由有关手册查取;△h—孔板两侧的静压差,mmH2O,由现场实际测定获取;δP—压力校正系数;δT—温度校正系数;x--混合气体中瓦斯浓度,%;t--同点温度,℃;a0--标准孔板流量系数;(在相关手册中查出)m--孔板截面与管道截面比;D--管道直径,米;PT--孔板上风端测得的绝对压力,毫米水银柱;抽采的纯瓦斯流量,采用下式计算:Qw=x·Q(6)式中x—抽采瓦斯管路中的实际瓦斯浓度,%。
孔板流量计在安装时要注意孔板与瓦斯管的同心度,不能装偏。
在钻场内安装流量计时,应保证孔板前后各1m段应平直,不要有阀门和变径管。
在抽采巷瓦斯管末端安装流量计应保证孔板前后各5m段应平直,不要有阀门和变径管。
煤矿抽放瓦斯使用孔板流量计计算抽放要领及参考系数孔板流量计由抽采瓦斯管路中扩展的一个焦点开孔的节流板、孔板两侧的垂直管段和取压管等组成,如下图。
煤矿。
当气体流经管路内的孔板时,流束将造成局限缩短,孔板流量计原理。
在全压不变的条件下,缩短使流速扩展、静抬高落,孔板流量计原理。
在节流板前后便会出现静压差。
学习孔板流量计计算公式。
在同一管路截面条件下,计算公式。
气体的流量越大,你知道流量计。
出现的压差也越大,是以能够经历丈量压差来肯定气体流量。
节流孔板的原理及限流计算
节流孔板的原理及限流计算节流孔板的原理管道的前后压差较大时,往往采用增加节流孔板的方式,其原理是:流体在管道中流动时,由于孔板的局部阻力,使得流体的压力降低,能量损耗,该现象在热力学上称为节流现象。
该方式比采用调节阀要简单,但必须选择得当,否则,液体容易产生汽蚀现象,影响管道的安全运行。
1汽蚀现象节流孔板的作用,就是在管道的适当地方将孔径变小,当液体经过缩口,流束会变细或收缩。
流束的最小横断面出现在实际缩口的下游,称为缩流断面。
在缩流断面处,流速是最大的,流速的增加伴随着缩流断面处压力的大大降低。
当流束扩展进入更大的区域,速度下降,压力增加,但下游压力不会完全恢复到上游的压力,这是由于较大内部紊流和能量消耗的结果。
如果缩流断面处的压力pvc降到液体对应温度下的饱和蒸汽压力pv以下,流束中就有蒸汽及溶解在水中的气体逸出,形成蒸汽与气体混合的小汽泡,压力越低,汽泡越多。
如果孔板下游的压力p2仍低于液体的饱和蒸汽压力,汽泡将在下游的管道继续产生,液汽两相混合存在,这种现象就是闪蒸。
如果下游压力恢复到高于液体的饱和蒸汽压力,汽泡在高压的作用下,迅速凝结而破裂,在汽泡破裂的瞬间,产生局部空穴,高压水以极高的速度流向这些原汽泡占有的空间,形成一个冲击力。
由于汽泡中的气体和蒸汽来不及在瞬间全部溶解和凝结,在冲击力作用下又分成小汽泡,再被高压水压缩、凝结,如此形成多次反复,并产生一种类似于我们可以想象的砂石流过管道的噪音,此种现象称为空化(见图2)。
流道材料表面在水击压力作用下,形成疲劳而遭到严重破坏。
我们把汽泡的形成、发展和破裂以致材料受到破坏的全部过程称为汽蚀现象。
闪蒸和空化的主要区别在于汽泡是否破裂。
存在闪蒸现象的系统管道,由于介质为汽水两相流,介质比容和流速成倍增加,冲刷表面磨损相当厉害,其表现为冲刷面有平滑抛光的外形。
闪蒸也产生噪音和振动,但其声级值一般为80 dB以下,不超出规范规定的许可范围。
空化则不然,汽泡破裂和高速冲击会引起严重的噪音,管道振动大,在流道表面极微小的面积上,冲击力形成的压力可高达几百甚至上千兆帕,冲击频率可达每秒几万次,在短时间内就可能引起冲刷面的严重损坏,其表现为冲刷面会产生类似于煤渣的粗糟表面。