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閥門通徑和介質流速之間的關系分析

2021-7-21 10:06:28      點擊:

閥門的流量與流速主要取決于閥門的通徑,也與閥門的結構型式對介質的阻力有關,同時與閥門的壓力、溫度及介質的濃度等諸因素有著一定內在聯系。

閥門的流道面積與流速、流量有著直接關系,而流速與流量是相互依存的兩個量。當流量一定時,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,對易燃易爆介質會產生靜電效應,造成危險;流速太小,效率低,不經濟。對粘度大和易爆的介質,應取較小的流速。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,其結構型式不同,流體的阻力也不一樣。在相同條件下,閥門的阻力系數越大,流體通過閥門的流速、流量下降越多;閥門阻力系數越小,流體通過閥門的流速、流量下降越少。

各種介質常用流速見下表。

流體名稱

使用條件

流速   (m/s)

飽和蒸汽

DN>200  DN=200~100  DN<100

30~40  25~35  15~30

過熱蒸汽

DN>200  DN=200~100  DN<100

40~60  30~50  20~40

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   Ρ≤0.3(表壓)   Ρ=0.3~0.6(表壓)   Ρ=0.6~1.0(表壓)   Ρ=1.0~2.0(表壓)   Ρ=2.0~3.0(表壓)   Ρ=3.0~30.0(表壓)

5~10   8~12   10~20   10~15  8~12  3~6  0.5~3

氧氣

Ρ=0~0.05(表壓)   Ρ=0.05~0.6(表壓)   Ρ=0.6~1.0(表壓)   Ρ=1.0~2.0(表壓)   Ρ=2.0~3.0(表壓)

5~10  7~8  4~6   4~5   3~4

煤氣

2.5~15

半水煤氣

Ρ=0.1~0.15(表壓)

10~15

天然氣

30

氮氣

Ρ=5~10(絕壓)

15~25

氨氣

真空   Ρ<0.3(表壓)   Ρ<0.6(表壓)   Ρ≤2(表壓)

15~25  8~15  10~20  3~8

乙炔水

30  5~6

乙炔氣

ρ<0.01(表壓)   ρ<0.15(表壓)   ρ<2.5(表壓)

3~4  4~8  5

氣體   液體

10~25  1.6

氯化氫

氣體   液體

20  1.5

液氨

真空   Ρ≤0.6(表壓)   Ρ≤2.0(表壓)

0.05~0.3  0.3~0.8  0.8~1.5

氫氧化鈉

濃度0~30%  濃度30%~505  濃度50%~73%

2  1.5  1.2

硫酸

濃度88%~93%  濃度93%~100%

1.2  1.2

鹽酸

1.5

水及粘度 相似液體

Ρ=0.1~0.3(表壓)   Ρ≤1.0(表壓)   Ρ≤8.0表壓)   Ρ≤20~30(表壓)   熱網循環水、冷卻水   壓力回水   無壓回水

0.5~2   0.5~3   2~3   2~3.5   0.3~1   0.5~2   0.5~1.2

自來水

主管Ρ=0.3(表壓)   支管Ρ=0.3(表壓)

1.5~3.5   1~1.5

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。

  • 閘閥的阻力系數小,僅在0.1~1.5的范圍內、;

  • 口徑大的閘閥,阻力系數為0.2~0.5;

  • 縮口閘閥阻力系數大一些。 

  • 截止閥的阻力系數比閘閥大得多,一般在4~7之間。Y型截止閥(直流式)阻力系數最小,在1.5~2之間。

  • 鍛鋼截止閥阻力系數最大,甚至高達8。

  • 止回閥的阻力系數視結構而定: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較大;

  • 升降式止回閥阻力系數最大,高達12。

  • 旋塞閥的阻力系數小,通常約為0.4~1.2。

  • 隔膜閥的阻力系數一般在2.3左右。

  • 蝶閥的阻力系數小,一般在0.5以內。

  • 球閥的阻力系數最小,一般在0.1左右。

  • 上述閥門的阻力系數是閥門全開狀態下的數值。

閥門通徑的選用,應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。

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