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樂控儀表（杭州）有限公司
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ZZYP-16B自力式壓力調(diào)節(jié)閥流體流速的計算方法及選取原則
2020-11-23 閱讀(5747)
調(diào)節(jié)閥流體流速的計算方法及選取原則
在實(shí)際應(yīng)用過程中調(diào)節(jié)閥的出品流速直接影響著整個控制閥的可靠性、穩(wěn)定性和使用壽命。閥門出口流速過快，導(dǎo)致高速流動的介質(zhì)在調(diào)節(jié)閥中流動時很容易使閥門產(chǎn)生嚴(yán)重沖刷和不規(guī)則的振動，破壞閥體及內(nèi)部零件，同時會產(chǎn)生很大的噪聲，因此在調(diào)節(jié)閥選型過程中，在確定了ZZYP-16B自力式壓力調(diào)節(jié)閥型號后，應(yīng)首先計算一下出口流速（特別介質(zhì)為氧氣一類），然后再選擇閥門的口徑和材質(zhì)。
流速是單位時間內(nèi)流體的流動速度，調(diào)節(jié)閥流速一般是指閥門出品介質(zhì)的流動速度，主要與流體類、閥前后壓差、配管口徑及材料等因素有關(guān)，下面簡單介質(zhì)一下不同流體的流速計算方法及選取原則。
一、流速計算方法
1、液體場合
V=0.408×Q/D2
流速V-ft/s；流量Q-usgal/min(GPM)；閥出口直徑D-in。
2、壓縮氣體場合
（1）首先計算音速C
（2）計算調(diào)節(jié)入口及出口馬赫數(shù)
（3）計算流速V
V=cM，其中C-流體音速，ft/s
K-比熱比 g-重力加速度
R-氣體常數(shù) T-流體溫度
A1-閥入口面積 A2-閥出口面積
P1-閥入口壓力 P-閥前后壓差
Cg-氣體流量系數(shù) Cv-氣體流量系數(shù)
C1-Cg/Cv Cv-氣體流量系數(shù)
M2-出口馬赫數(shù) M1-入口馬赫數(shù)
二、流速的選取
ZZYP-16B自力式壓力調(diào)節(jié)閥閥門出口的流速如果超過某一數(shù)值，將會引起高頻振勸或產(chǎn)生嚴(yán)重沖刷現(xiàn)象，導(dǎo)致閥內(nèi)件和閥體的損傷甚至破壞，盡管造成振動和沖刷的原因不僅僅在于流速，但流速因素特別關(guān)健。
對于液體操作，大流速的原則是在閥門出品為50ft/s(12.7m/s)；對于氣體操作通常限制在1.0以赫以下；但是對于溫度接近飽和點(diǎn)的液體，流速必須下降到30ft/s(7.6m/s),對于壓降低于飽和蒸汽壓的閥門以及產(chǎn)生氣蝕的閥門應(yīng)限制到30ft/s（7.6m/s）以下，以減少氣蝕的破壞。下面為樂控儀表（杭州）有限公司根據(jù)多上經(jīng)驗(yàn)提出的調(diào)節(jié)閥流速限制數(shù)值。
表1（閥出口流速極限值） (單位m/s)
流體 | 閥體形式 | 材質(zhì) | 連續(xù)使用 | 間斷使用 |
水或其它液體不發(fā)生閃蒸的場合 | 球形閥 | WCB | 6 | 9 |
WC6 | 7 | 10 | ||
WC9 | 8 | 11 | ||
C5 | 9 | 12 | ||
不銹鋼 | 9 | 12 | ||
角形閥 | WCB | 11 |
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WC6、WC9、C5、及不銹多 | 13 |
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材質(zhì)沒有特別的場合 | 6 |
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液體發(fā)生閃蒸時的流速限制值：
表2（閥出口流速極限值） (單位m/s)
流體 | 閥體形式 | 材質(zhì) | 連續(xù)使用 | 間斷使用 |
水或其它液體發(fā)生閃蒸的場合 | 球形閥 | WCB | 4.6 | 7.5 |
WC6 | 5 | 7 | ||
WC9 | 5.5 | 7.5 | ||
C5 | 6 | 8 | ||
不銹鋼 | 6 | 8 | ||
角形閥 | WCB | 11 |
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WC6、WC9、C5、及不銹多 | 13 |
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注意：
1、在要求低噪聲的場合，閥門出品流速≤0.33馬赫。
2、對于泥漿、粘性流體使用襯里閥體時，液體流速應(yīng)限制在≤3m/s。
3、對于氧氣、氫氣等特殊氣體的流速一定要參考閥門和管道設(shè)計規(guī)范。
三、總結(jié)
從流體力學(xué)觀點(diǎn)來看，閥內(nèi)件部位的流速要比閥門出口的多，因此在閃蒸條件下，一般出口配管比實(shí)際閥體規(guī)格要大一些，而且閃蒸汽場合一般會考慮用縮徑結(jié)構(gòu)的閥門，即當(dāng)流體通過閥門內(nèi)件的縮流斷面處出現(xiàn)閃蒸后，能進(jìn)入一個相對較大的空間，這樣可以大大降低出口流速。因此在調(diào)節(jié)閥口徑計算中，首先確定流體流速是很重要的，它在防止噪音和閥門振動產(chǎn)生的同時，對保證調(diào)節(jié)閥的性能方面也有很大的影響。
