笼套式节流阀开度与流通面积变化规律的研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com第1,2期孙荣鑫笼套式节流阀开度与流通面积变化规律的研究一4一图2(b)为节流阀平面二维投影示意图，其中d化，节流孔的实际流通面积如阴影部分所示，下为节流阀入口的直径，d2为节流阀出口的直径，零面分别推导三种情况下节流孔过流面积的计算方开度线在x为零处，X的值为阀套前端边沿到零开法。度线的距离S(即在实际节流阀工作中阀套相对于(1)在图4情形一中，阴影部分为过流面积，其零开度线的行程)。计算公式为：2流通面积的计算与分析S阴=YlR2(1)笼套

2、式节流阀外笼套处的总过流面积由两部(2)在图4情形二中，阴影部分为过流面积，空分组成：一部分是节流孔的过流面积，另一部分白部分为非过流面积(阴影部分的面积等于扇形是阀套与外笼套之间的环形面积。面积减去三角形面积)。2．1节流孔过流面积的计算0=2xarceos唼)(2)[二=匝=×rrR(3)=c℃×，2(4)一s麝。。．c．一(5)由公式(1)至公式(5)得出阴影部分的面积计算公式：@0×zrR：1cc胡一×(6)(3)在图4情形三中，阴影部分为过流面积，空白部分为非过流面积，其阴影部分的计算公式如下：图3笼套式

3、节流阀展开示意图如图3所示，将节流阀笼套沿XY坐标平面展艘。一(一1×开，其中x轴的单位为毫米，0轴的单位为度。笼由图3可看出，笼套式节流阀外笼套上的节流套式节流阀在工作过程中，由于柱塞会因工作要孔有l2层孔，从零开度线开始沿X轴正方向编号，求进行移动，过流孔数量与过流面积也会随之变分别为第1层、第2层、第3层、第4层，以此类推化。在天然气实际生产中，通过调节柱塞的位置至第l2层。每一层有3个孔，且每一层上的每一个控制产量。柱塞位置一经确定后，将在某一位置节流孔的过流面积计算方法完全相同。工作一段时间，由此节流孔的

4、过流面积可能出现设第1层孔的过流面积为S层、设第2层孔的过图4中的三种情形。流面积为S层，以此类推到第l2层孔的过流面积为S：层，所以笼套式节流阀上节流孔的总过流面积为：}L总层+2层+足星+⋯⋯+层(8)其中i=l，2，3，4⋯．．，12，i为节流孔露出的层数。由公式(8)可以得到节流孔总的过流面积。2．2阀套与外笼套之间的环形面积计算情形一情澎=慵鼯l兰阀套与外笼套之间的环形流通面积为图5中的图4笼套式节流阀不同开度下节流孔的流通面积阴影部分面积，其流通面积公式为：从图4中情形一、二和三可知，随着开度的变：刀一

5、冗【)(9)学兔兔www.xuetutu.com42一■论文广场石20油和化工设备一15年第18卷笼套式节流阀的开度为0％时，行程S为Omm，理论上此时的流量为0；当开度为100％时，行程S为最大值，此时的流量最大。根据笼套式节流阀开度对应的行程及流道的结构尺寸，即可计算出不同开度对应的总过流面积。本文以某笼套式节流阀为例，计算出不同开度对应的总过流面积，其数据见表1。为方便直观了解开度与过流面积的变化规律，将表2中不同开度与对应的总过流面积的数据绘制成图。如图6所示，笼套式节流阀开度与过流面积呈近似线性递增关系；

6、节流阀开度越大，过流面积越大。图5阀套与外笼套之间的环形流通面积,／-／／／在公式(9)中，R为阀套外径，R：为外笼套内／／／／径。／／2．3笼套式节流阀流通面积与开度的变化规律《I争一蕊通过计算不同开度下外笼套上节流孔2的数0量8642，，／及阀套与外笼套之间流通面积，可以得出∞不同∞开∞∞∞∞O／∞∞∞∞∞∞∞／度下流通面积的大小，并分析出笼套式节流阀流通面积与开度的变化规律。藿萤蘑藿藿羲善蓊耄蕈藿由公式(8)、公式(9)得出笼套式节流阀的总过6舞≤《流面积公式：丌皮过息=L总+(10)图6笼套式节流阀开度与过

7、流面积关系曲线表1笼套式节流阀不同开度下行程及过流面积开度行程S节流孔过流环形面积总过流面积节流孔过流环形面积总过流面积mm面积开度行程Smmmmmm‘rnm‘面积mm。rr蚰‘mm‘0．00％0．OOO．O0O050．56％27．00511．6O22．96534．560．94％0．5OO．OO22．9622．9651．50％27．5O524．6522．96547．611．87％1．003．3822．9626．3452．43％28．OO535．3822．96558．342．81％1．509．2922．9632．25

8、53．37％28．5O544．1622．96567．123．75％2．O016．5822．9639．5454．31％29．OO553．1322．96576．094．68％2．5O24．7522．9647．7155．24％29．5O562．0622．96585．025．62％3．0O33．4522．9656．4156．18％3O．0O570．6822．9659