一、閥門的流量系數(shù)
閥門的流量系數(shù)是衡量閥門流通能力的指標,流量系數(shù)值越大說明流體流過閥門時的壓力損失越小。國外工業(yè)發(fā)達國家的閥門生產廠家大多把不同壓力等級、不同類型和不同公稱通徑閥門的流量系數(shù)值列入產品樣本,供設計部門和使用單位選用。流量系數(shù)值隨閥門的尺寸、形式、結構而變化,不同類型和不同規(guī)格的閥門都要分別進行試驗,才能確定該種閥門的流量系數(shù)值。
1.流量系數(shù)的定義
流量系數(shù)表示流體流經閥門產生單位壓力損失時流體的流量。硬密封球閥由于單位的不同,流量系數(shù)有幾種不同的代號和量值?!?br />
2.閥門流量系數(shù)的計算
3.流量系數(shù)的典型數(shù)據及影響流量系數(shù)的因素
流量系數(shù)值隨閥門的尺寸、形式、結構而變。幾種典型閥門的流量系數(shù)隨直徑的變化如圖1-9所示?! ?br />
對于同樣結構的閥門,流體流過閥門的方向不同。流量系數(shù)值也有變化。這種變化一般是由于壓力恢復不同而造成的。如果流體流過閥門使閥瓣趨于打開,那么閥瓣和閥體形成的環(huán)形擴散通道能使壓力有所恢復。當流體流過閥門使閥瓣趨于關閉時,閥座對壓力恢復的影響很大。當閥瓣開度為&#+或更小時,閥瓣下游的擴散角使得在兩個流動方向上都會有一些壓力恢復?! ?br />
當流體的流動使閥門趨于關閉時流量系數(shù)較高,因為此時閥座的擴散錐體使流體的壓力恢復。閥門內部的幾何形狀不同,流量系數(shù)的曲線也不同?! ?br />
閥門內部壓力恢復的機理,與文丘里管的收縮和擴散造成的壓力損失機理一樣。當閥門內部的壓降相同時,若閥門內壓可以恢復,流量系數(shù)值就會較大,流量也就會大些。壓力恢復與閥門內腔的幾何形狀有關,但更主要的是取決于閥瓣、閥座的結構。
二、閥門的流阻系數(shù)
流體通過閥門時,其流體阻力損失以閥門前后的流體壓力降△p表示?!?br />
1.閥門元件的流體阻力
閥門的流阻系數(shù)!取決于閥門產品的尺寸、結構以及內腔形狀等??梢哉J為,閥門體腔內的每個元件都可以看作為一個產生阻力的元件系統(tǒng)(流體轉彎、擴大、縮小、再轉彎等)。所以閥門內的壓力損失約等于閥門各個元件壓力損失的總和。
應該指出,系統(tǒng)中一個元件阻力的變化會引起整個系統(tǒng)中阻力的變化或重新分配,也就是說介質流對各管段是相互影響的?! ?br />
為了評定各元件對閥門阻力的影響,現(xiàn)引用一些常見的閥門元件的阻力數(shù)據,這些數(shù)據反映了閥門元件的形狀和尺寸與流體阻力間的關系?!?br />
(1)突然擴大會產生很大的壓力損失。這時,流體部分速度消耗在形成渦流、流體的攪動和發(fā)熱等方面。局部阻力系數(shù)與擴大前管路截面積A1和擴大后管路截面積A2之比的近似關系可用式(1-9)及式(1-10)表示;阻力系數(shù)見表
(2)逐漸擴大當θ<40℃時,逐漸擴大的圓管的阻力系數(shù)比突然擴大時小,但當θ=50-90℃時,阻力系數(shù)反而比突然擴大時增大15%-20%。逐漸擴大的佳擴張角θ:圓形管θ=5-6.5℃,方型管θ=7-8℃,矩形管10-12℃?! ?br />
(3)突然縮小
(4)逐漸縮小
(5)平滑均勻轉彎
(6)折角轉彎折角轉彎主要產生在鍛造閥門中,因為鍛造閥門的介質通道是用鉆孔方法加工的。在焊接閥門中也會產生急劇轉彎?!?br />
(7)對稱的錐形接頭對稱的錐形接頭類似閥門縮口通道?! ?br />
2.閥門的流體阻力
閥門的流阻系數(shù)隨閥門的種類、型號、尺寸和結構的不同而不同。
三、閥門的壓力損失
由于蝶閥在管路中的壓力損失比較大,大約是閘閥的三倍,因此在選擇蝶閥時,應充分考慮管路系統(tǒng)受壓力損失的影響。