控制阀门闪蒸

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闪蒸
Difference between liquid velocity & gas velocities in two phase / flashing flow application
Velocity (m/s)
160 140 120 100
80 60 40 20
Trim Design
Flow Direction Stage 1
Stage 2
Stage 3
Stage 4
Stage 5
Multiflow Cascade 2 Cascade 3 Cascade 4 Cascade 5 Multiflow Cascade 2 Cascade 3 Cascade 4 Cascade 5
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多级迷宫阀芯
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闪蒸
闪蒸控制
§ 为消除或减少闪蒸影响，要选择适合的阀门内件材料和阀体型式，考虑压降影响和 闪蒸百分比。
Trim Material
St. St. Duplex St. St. 17-4PH St. St. (NACE) 17-4PH St. St 420 St. St. Monel, Hastelloy Inconel Stellite face Full Stellite Base matl + Full Stell + TC Coat
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闪蒸
阀芯应用
阀体防护装置 – 角型阀体 § 阀体出口带内衬，于阀座整体成型 § 适用于两相或者带颗粒介质
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§THE END
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Δp over (final stage) (BAR)
5 10 15 50 50 5 10 35 50 150
Flash index (PV - P2) (BAR)
1 5 5 30 50 3 5 15 50 150
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闪蒸
闪蒸控制 § 对于高压差应用，首先考虑的还是多级阀芯，闪蒸只是发生在压降的最后级数。
闪蒸
阀芯应用 改进型阀芯
§ 在阀座部位引进“死区”作为一种保护 阀座的手段
§ 确保任何流体通过保持阀塞阀座干净 § 减少阀塞阀座侵蚀 § 适用两相或含杂质介质
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闪蒸
阀芯应用 阀体防护装置 – 直通阀体 § 减少高速水汽对阀体底部冲击
设计Cv值为最大计算Cv值的3~4倍
阀门 进口
阀芯 进口
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阀芯 出口
缩流 断面
气蚀流体
闪蒸流体
阀门 出口
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闪蒸
闪蒸原理
当静压突然降至气化压力以下（P2 ≤ Pv） § 介稳态流体通过蒸发快速的恢复至平衡状态 § 汽泡形成并增长，通过消耗过热为潜热 § 液体射流突然爆裂成小的液滴 § 与气蚀不同，汽液两相维持在出口管道，直 到压力恢复到汽化压力之上（闪蒸流）
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闪蒸
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闪蒸
• 闪蒸定义 • 闪蒸原理 • 选型因素 • 闪蒸损伤 • 闪蒸控制 • 阀芯应用
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闪蒸
闪蒸定义 仅对液体系统发生的动态现象
P1
PV PVC
P2
闪蒸
闪蒸损坏 – 角阀
§角阀流向：流开 §进口压力：111 bar §出口压力：3 bar §汽化压力：11.6 bar
§闪蒸流在套筒出口喷射到阀体上造成 阀体内壁侵蚀
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闪蒸
闪蒸损坏 § 多级阀芯不能避免闪蒸 § 闪蒸发生时，每级之间的通道被冲刷掉 § 最终形成单个流道
堆焊硬质合金（型面阀芯）
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Stellite Faced Full Stellite
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闪蒸
内件应用 高速冲击（钻孔阀芯）
-阀门进出口避免流向突然变化 -考虑阀芯内侵蚀影响 -使用硬化材料 -引导射流互相作用消散能量
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Over
100.0
61.0
39.0
48.8
31.2
20.0
32.8
32.8
21.0
13.4
24.7
24.7
24.7
15.8
10.1
Under
100.0
80.0
20.0
76.2
19.0
4.8
43.2
43.2
10.8
2.8
30.2
30.2
30.2
7.5
1.9
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闪蒸
阀芯应用
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闪蒸
选型因素
§ 流通能力 - 计算时考虑节流现象
§ 高流速 - 突然体积膨胀，100°F固定体积的水转变
成饱和汽，体积增加21,700倍 - 高速小液滴能侵蚀金属表面，类似于喷砂
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闪蒸
闪蒸损坏
高流速
§ 研究表明水滴冲击速度 500 ft/s (152 m/s) 在金属表 面产生的局部应力大约 30,000 psi § 流速大于300 ft/s (91 m/s) 的两相水汽直接冲击在阀门 或者配合面能引起侵蚀，甚 至不锈钢和合金钢
0 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 Outlet Pressure (Bar)
Liquid phase vel m/s
Gas phase vel m/s
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闪蒸
闪蒸损坏
8
多级套筒阀芯
闪蒸流会钻孔打穿阀芯
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