氣蝕和閃蒸環(huán)境中費(fèi)斯托電磁閥有什么不一樣的作用
這種現(xiàn)象對(duì)任何控制閥的綜合討論都具有重要意義,因?yàn)檫@種現(xiàn)象會(huì)影響閥門尺寸的計(jì)算方法,可能會(huì)引起噪聲和振動(dòng),并且會(huì)影響閥門的性能。Y縮短了閥門部件和相鄰下游管道的使用壽命,雖然氣蝕和閃蒸的定義有相似之處,但也有重要區(qū)別。
1??栈烷W蒸的定義和條件
費(fèi)斯托電磁閥是一種兩級(jí)現(xiàn)象。是液體中形成空腔(氣泡)。階段是這些空穴被擠壓和破裂,以恢復(fù)到完全液體狀態(tài)??昭ǖ囊恍┒x僅限于空穴的形成,但從控制閥的角度來看,這似乎是一個(gè)不切實(shí)際的定義。因?yàn)榭昭ǖ挠绊懞痛蠖鄶?shù)空穴現(xiàn)象是直接的。Y與空腔破裂有關(guān),而不是形成空腔。
費(fèi)斯托電磁閥是在氣蝕的),持續(xù)到通常破裂的下游。這一過程稱為閃蒸,通過討論孔板(孔板可以模擬為具有一定開度的調(diào)節(jié)器)的工作情況來說明這一問題,如圖1所示,當(dāng)壓力為p1的液體流過節(jié)流孔時(shí),流速突然增大,靜壓急劇下降。當(dāng)孔后壓力p2達(dá)到或于液體的飽和蒸氣壓時(shí),部分液體氣化形成氣液兩相共存現(xiàn)象??栈l(fā)生在液體中,這是。從孔板的下游開始,流體摩擦導(dǎo)致流體減速。因此,流體的橫截面和壓力增加。速度和壓頭之間的反向能量轉(zhuǎn)換被稱為“壓力恢復(fù)”。由于在壓力升高的下游不能存在由凝結(jié)點(diǎn)處的蒸汽壓力降而形成的氣泡,它們將破碎、分解并重新形成液體狀態(tài)。到目前為止,氣蝕過程已經(jīng)完成。如果確實(shí)存在,則Wnstream管道系統(tǒng)壓力正好等于或小于入口蒸汽壓力,繼續(xù)流入下游流體的蒸汽百分比將繼續(xù)增加,流體速度的持續(xù)增加將導(dǎo)致閃蒸而不是氣蝕[1]。
費(fèi)斯托電磁閥的腐蝕和閃蒸的條件是什么呢?
1.1空化
(1)進(jìn)出口流體必須是所有液體,即控制閥上下游管道附近沒有蒸汽。
(2)在入口,液體必須是過冷狀態(tài)。顯然,在入口,如果流體是液態(tài)的,并且是飽和的,那么閥門上的任何壓力降都會(huì)導(dǎo)致下游產(chǎn)生蒸汽。
(3)閥門出口壓力必須為液體蒸汽壓力,可以假定下游位置飽和,且全部處于液體狀態(tài)時(shí),可能存在氣蝕現(xiàn)象。
1.2閃光燈
(1)入口流體必須全部為液體,閥門出口必須有蒸汽,顯然,如果入口有蒸汽,閥門上產(chǎn)生的任何壓差都會(huì)導(dǎo)致額外的蒸汽,要求閥門入口沒有蒸汽,因?yàn)楫?dāng)入口流體含有蒸汽時(shí),方法F計(jì)算閥門的尺寸非常復(fù)雜。
(2)入口流體可以是飽和的或過冷的。
(3)閥門的出口壓力必須等于或于液體的蒸汽壓力。
2。氣蝕和閃光損傷
空化破壞發(fā)生在氣泡破裂附近。研究人員發(fā)現(xiàn),當(dāng)氣泡破裂時(shí),壓力高達(dá)689兆帕。有一種理論認(rèn)為,每次氣泡破裂產(chǎn)生的沖擊波將被發(fā)射到周圍區(qū)域。當(dāng)這些沖擊波發(fā)生在相鄰的固體邊界層時(shí),它們將產(chǎn)生高度的擠壓和連續(xù)的小沖擊。任何給定的表面增量都會(huì)受到反復(fù)的沖擊,并趨于疲勞,直到達(dá)到疲勞極限,細(xì)金屬層就會(huì)脫落。氣泡在離固體表面足夠遠(yuǎn)的地方破裂,可以假定不會(huì)造成物理損傷,因?yàn)樗鼈兊哪芰勘涣鲃?dòng)的流體吸收。因此,這并不奇怪。在實(shí)際應(yīng)用中,汽蝕損傷往往是閥門內(nèi)部的嚴(yán)重?fù)p傷,汽蝕損傷具有煤渣狀粗糙形狀的獨(dú)特特征,與大多數(shù)其它類型的流動(dòng)損傷有明顯的區(qū)別[2]。
費(fèi)斯托電磁閥的主要影響是物理損傷。與空化灰渣的粗糙形狀相比,它具有非常光滑的形狀,通??梢耘c細(xì)的噴砂表面相媲美,其破壞過程與噴砂過程非常相似。就蒸汽液體而言,蒸汽體積往往大于液體體積,使液滴趨向于達(dá)到液滴撞擊面與固體顆粒撞擊面相同。雖然材料的損傷和脫落程度不同,但足以造成材料的損傷和脫落。
對(duì)于控制閥,無論是氣蝕還是閃蒸都會(huì)造成以下?lián)p壞。
2.1材料損壞
有人提到,氣泡的破裂會(huì)產(chǎn)生很大的沖擊力,嚴(yán)重?fù)p壞閥座、閥芯和閥體。特別是在高壓差的情況下,即使非常硬的滑閥和閥座也只能使用很短的時(shí)間。
2.2振動(dòng)
氣蝕和閃蒸也會(huì)引起閥芯的振動(dòng),包括垂直振動(dòng)和水平振動(dòng)。它們分別來自流體對(duì)閥芯的垂直和水平?jīng)_擊。因此,會(huì)造成機(jī)械磨損和損壞??刂崎y控制不,閥桿斷裂。
2.3噪聲
噪聲一般來自三個(gè)方面:閥芯振動(dòng)引起的噪聲;氣蝕引起的噪聲;高速氣體引起的氣體動(dòng)力噪聲。
空化閃蒸法計(jì)算液體Cv
在一般的流動(dòng)狀態(tài)下,液體的計(jì)算公式相對(duì)簡(jiǎn)單,但如果發(fā)生空化和閃蒸,計(jì)算就變得更加復(fù)雜,過去在設(shè)計(jì)中考慮到這種影響后,采用了以下方法:(1)在計(jì)算非閃蒸狀態(tài)后,選用了類的閥體零件。根據(jù)Cv值表;(2)根據(jù)液體閃蒸的百分比,分別計(jì)算氣相和液相的Cv值,然后相加;(3)選擇與工藝管道直徑相同的閥體零件;(4)采用近壓差法或閃蒸密度法。
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