控制阀阀出口流速与材质的选择 - 科讯网

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1、控制阀阀出口流速与材质的选择KOSO工装自控工程(无锡)有限公司关键词：控制阀阀出口流速控制阀材质控制阀的出口流速，影响着控制阀的可靠性、稳定性和使用寿命，阀出口流速如果过快，往往会造成流体对阀体的过度冲刷，引起装置的严重振动和不稳定、噪音严重超标等一系列问题。当确定了控制阀的型号、计算了控制阀的尺寸后，应检查阀出口流速，然后再选择阀门口径和材质。以下工况决定了阀出口流速限制与材质间的关系：水或液体不发生闪蒸的场合；气/液两相流的场合；闪蒸(液/蒸汽)双重流体的场合；蒸汽的场合；气体的场合；限制噪音的场合。参照有关文献及其他公司的资料，

2、汇总了本文有关流速与材质的选定指南。一水、液体不发生闪蒸的场合阀出口流速的限制值见表1。二二相流的场合——气/液、蒸汽/液(闪蒸)1．气/液二相流的场合由于控制阀入口侧气/液混合流动，气体中水粒子高速流动。阀出口流速限制值见表2。气体与液体的流速并非相同，据实验数据所知，液体/气体的流速比是1/2.35，为安全起见，液体/气体考虑为是1/2的流速比。在气/液二相流的场合，首先计算气体的流速，再推算液体部分的流速，决定材质与流速的选择。气体部分的流速：WvV=(m/s)vγ×A气体式中：Wv：气体部分的流量(kg/h)；3γ气体：气体部分

3、的密度(kg/m)；22A：3.14×D/4(m)；液体部分的流速：VL＝Vv/2(m/s)流速比为：液体/气体＝1:2从阀座的最小缩流端面到阀出口，假设流动状态为气体中均匀混合着粒状液体。假如该液体部分的流速在4.6m/s以内，材质用SCPH2即可。注(1)上述γ气体是在阀前压力P1下。注(2)实际上，γ气体是按阀后压力P2为妥，但暂时可先按阀前压力P1考虑。2．蒸汽/液体闪蒸的场合液体自身发生了闪蒸的场合的液体/蒸汽的流速各不相同。根据实验所得，液体闪蒸场合，闪蒸后的液体与蒸汽的流速比平均约1/1.8左右，但在计算蒸汽流速，进而测算

4、液体的流速的场合，液体流速/蒸汽流速之比一般考虑为1/1.5。在以上的蒸汽/液体(闪蒸)的场合中，首先计算蒸汽流速，再推算液体的流速，决定材质的选择。蒸汽部分的流速：WvV=(m/s)vγ×A气体式中：Wv，闪蒸蒸汽量(kg/h)；γ蒸汽：闪蒸蒸汽密度(kg/m3)；22A：3.14×D/4(m)。液体部分的流速：VL＝Vv/1.5m/s流速比为：液体/气体＝1:1.5从阀座的最小缩流端面到阀出口，假设流动状态为气体中均匀混合着粒状液体。假如该液体部分的流速在4.6m/s以内的话，则材质用SCPH2即可。注(1)γ蒸汽是在阀前压力下，虽

5、认为在阀后压力P2下更为妥当，但暂时可考虑为阀前压力P1下。注(2)设定VL＝Vv/1.5；更为安全的考虑是设定VL＝Vv，且γ蒸汽是阀后压力P2下的。但暂时可先按上述方法计算，视情况再作修正。备注：经常听说过这样的例子，火力发电厂(公用发电厂，自备电厂)的复水线的阀门，过去是用的SC，经过数年后阀体产生了冲蚀，后将阀体材质改为更高等级的铬钼钢。根据这个经验，已有很多最终用户、成套装置厂家、阀门厂家，均采用了美国的POWER杂志的考虑方法：即在闪蒸的场合，将许用流速值取得小，材质限定为铬钼钢C5。本公司希望以最为安全的设计方法作为参考，

6、同时又必须重视经济性，所以采用了被多数人采用的表中规定值。三气体、过热蒸汽、饱和蒸汽阀门出口流速限制值见表3。注(1)在限定噪音的场合，必须选用马赫数0.3以下。如出口流速太高，因空气动力噪音与流速的平方成正比，噪音肯定降不下来。且噪音的计算公式中，假设了阀出口流速小于0.3，当阀出口流速超过0.3时，噪音是无法准确计算的。注(2)过热蒸汽、饱和蒸汽的场合，不管有无雾沫，都将会给阀体内的冲蚀带来影响，与此同时考虑到噪音，建议应当选用马赫数0.3以下。四其他阀内件部位流速因比阀体部位流速更快，须堆焊司太莱合金。闪蒸的场合下，控制阀出口侧配

7、管，一般设计为比阀体规格更大些的管径尺寸。闪蒸场合一般会考虑选用缩腔型阀门，即阀内件尺寸比阀体规格小一档或一档以上，当流体通过阀内件最小缩流端面闪蒸后，能进入一个较大的空间，从而降低流速使其在安全的范围内。阀体尺寸规格的选定须通过闪蒸的Cv计算，放余量后选定。（全文完）来源：《世界仪表与自动化》出版日期：2009年3月