4.1 原公式推导中存在的问题
在前节的KV值计算公式推导中,我们可以看出原公式推导中存在如下问题:
(1)把调节阀模拟为简单形式来推导后,未考虑与不同阀结构实际流动之间的修正问题。
(2)在饱和状态下,阻塞流动(即流量不再随压差的增加)的差压条件为△P/P=0.5,同样未考虑不同阀结构对该临界点的影响问题。
(3)未考虑低雷诺数和安装条件的影响。
4.2 压力恢复系数FL
由P1在原公式的推导中,认为调节阀节流处由P1直接下降到P2,见图中虚线所示。
阀内的压力恢复
压力变化曲线如图中实线所示,存在差压力恢复的情况。不同结构的阀,压力恢复的情况不同。阻力越小的阀,恢复越厉害,越偏离原推导公式的压力曲线,原公式计算的结果与实际误差越大。因此,引入一个表示阀压力恢复程度的系数FL来对原公式进行修正。FL称为压力恢复系数(Pressure reecvery factor),其表达式为:
 (9)
式中,△PVC、△PC表示产生闪蒸时的缩流处压差和阀前后压差.图阀内的压力恢复关键是FL的试验问题。用透明阀体试验,将会发现当节流处产生闪蒸,即在节流处产生气泡群时,Q就基本上不随着△P的增加而增加。这个试验说明:产生闪蒸的临界压差就是产生阻塞流的临界压差,故FL又称临界流量系数( Critical flow factor),因此FL既可表示不同阀结构造成的压力恢复,以修正不同阀结构造成的流量系数计算误差,又可用于对正常流动,阻塞流动的差别,即FL定义公式(9)中的压差△Pc就是该试验阀产生阻塞流动的临界压差。这样,当△P<△Pc 时为正常流动,当△P≥△Pc 时为阻塞流动。从(9)公式中我们即可解出液体介质的△Pc为:
△PC=FL2(P1-PV)(10)
由试验确定的各类阀的FL值见下表。
调节阀形式 |
流向 |
FL值 |
单座阀 |
柱塞形阀芯 |
流开 |
0.90 |
流闭 |
0.80 |
“V”形阀芯 |
任意流向 |
0.90 |
套筒形阀芯 |
流开 |
0.90 |
流闭 |
0.80 |
双座阀 |
柱塞形阀芯 |
任意流向 |
0.85 |
“V”形阀芯 |
任意流向 |
0.90 |
角型阀 |
柱塞形阀芯 |
流开 |
0.80 |
流闭 |
0.90 |
套筒形阀芯 |
流开 |
0.85 |
流闭 |
0.80 |
文丘里形 |
流闭 |
0.50 |
球阀 |
“O”型 |
任意流向 |
0.55 |
“V”型 |
任意流向 |
0.57 |
蝶阀 |
60°全开 |
任意流向 |
0.68 |
90°全开 |
任意流向 |
0.55 |
偏心旋转阀 |
流开 |
0.85 |
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