张希恒老师 调节阀课件

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1、调节阀的流量系数兰州理工大学石油化工学院张希恒1、调节阀的节流原理2、调节阀的流量方程3、调节阀的流量特性1、调节阀的节流原理调节阀同孔板一样，是一个局部阻力元件。调节阀是按信号压力的大小，通过改变阀芯行程来改变阀的阻力系数，从而达到调节流量的目的。因此，它是一个可变的节流元件。孔板节流形式调节阀节流形式流体在管道中流动时，总压头的各部分是会发生变化的。当管道直径变化时，静压头和速度压头也随着变化；而当管道倾斜时，流体在管道各个点上的几何压头也在改变着，但总压头并没有改变。假使流体流过管道时是理想流体，

2、也就是说，流体流过管道时没有能量损失，根据能量守恒定律，流体流过管道的任何一个断面，其能量守恒。由于实际流体在流经阀门时会有能量损失，因此根据流体的能量守恒原理，实际流体伯努利方程式2、理想调节阀的流量方程在直径为d1的管道中，接入一个调节阀，设阀在节流处的等效直径为，另外在断面C和D处连接两个测压管和。实际流体伯努利方程可知：若：管径不变流速相同不可压缩流体流体流经调节阀的能量损失（即水位差）为水平管道C和D处，根据伯努利方程：若：开度不变流体不可压缩连续方程流量方程令流量和流量系数额定流量及流量系数

3、——；——；——100kPa；Q——。调节阀实际流量系数计算1、不可压缩流体2、可压缩流体3、管件修正系数4、流量系数计算公式总汇在确定调节阀的公称尺寸时，最主要的依据和工作程序就是计算流量系数，而计算流量系数的基型公式是以牛顿不可压缩流体的伯努利方程为基础的，流经调节阀的介质应该属于牛顿型流体如果已知调节阀的压力损失和介质及其密度，就可以求出调节阀的流量系数，即流过调节阀的质量流量。1、不可压缩流体通式考虑到粘度、管道等因素式中——管道的几何形状系数，无量纲，当没有附接管件时，；——雷诺数系数，无量纲

4、，在紊流状态时，；——相对密度，在15.5℃时，；——数字常数。在计算液体流量系数时，按三种情况分别进行计算：非阻塞流、阻塞流、低雷诺数，在用判别式判定之后，用不同的公式进行计算非阻塞流阻塞流低雷诺数流体通过调节阀时压力和流速的变化非阻塞流——压力恢复系数，；其中为阀前的压力（MPa），为阀后的压力（MPa），为产生阻塞流时缩流断面的压力（MPa）；——液体的临界压力比系数，；其中为液体的饱和蒸汽压力（MPa），为液体临界压力（MPa）；——流过调节阀的体积流量；——流过调节阀的质量流量；——调节阀阀前

5、、阀后的压差（MPa），。——液体的密度。常用介质的临界压力和临界温度阻塞流低雷诺数流量系数是在适当的雷诺数、紊流情况下测定的。随着雷诺数的增大，值的变化不大。然而当雷诺数减小时，有效的会变小。在极端的情况下，雷诺数很低，例如对粘性很大的介质，介质的流动已经成为层流状态，其流量与阀压降成正比，而不是与阀门的压力损失的平方成正比，这时如果还按上式计算值，误差一定很大——修正后的流量系数；——按紊流条件时计算的流量系数。——雷诺数修正系数，可以按雷诺数的大小按图查得雷诺数具有二个平行流路的调节阀，如直通双座

6、阀、蝶阀、偏心旋转阀只有一个流路的调节阀，如直通单座阀、套筒阀、球阀、角阀、隔膜阀——液体在流动温度下的运动粘度，当雷诺数Re大于3500以后，修正量已经不大2、可压缩流体通式：根据国际电工委员会标准（IEC534-22）——流量系数（包括），单位各不相同；——质量流量（）；——体积流量()；——管道几何形状系数，量纲为1；——膨胀系数，量纲为1；——压差比（压差与入口绝对压力之比），，量纲为1；——阀前压力（kPa）或（bar），（）；——介质在和时的密度()；——阀入口的热力学温度，[K(℃+273

7、)]；——流体分子量；——压缩系数，无量纲；数字常数流态非阻塞流：阻塞流：为比热比系数，空气，对其他介质（为气体等熵指数）；临界压差比。压力恢复系数和临界压差比非阻塞流——气体标准体积流量()——气体标准状态下密度——阀前压力（kPa）；——压差比，；——膨胀系数，量纲为1；——入口的热力学温度，[K(℃+273)]；——气体分子量；——气体相对密度（空气为1）；——压缩系数。压缩系数Z是比压和比温度的函数比压：实际入口绝对压力与所述介质的绝对热力临界压力之比。比温：入口温度和热力学临界温度之比。计算方

8、程都不包含上游条件时介质的实际密度这一项，而密度是根据理想气体定律由入口压力和温度导出的。在某些条件下，真空气体与理想气体的偏差很大。在这些情况下，要引入压缩系数Z来补偿这个偏差。膨胀系数y校正从阀的入口到阀后缩流处气体密度的变化，理论上y值和节流口面积与入口面积之比、流路形状、压差比X、雷诺数、比热比系数等因素有关。由于气体介质的流速较高，在可压缩流情况下，由于紊流几乎始终存在，所以雷诺数的影响极小，可以忽略。——临界压差比;——压差比；