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美国ASCO电磁阀气蚀产生的原因及避免方法

发布时间:2017-01-18浏览次数:1132返回列表

    美国ASCO电磁阀气蚀产生的原因及避免方法
    美国ASCO电磁阀起着重要的作用,但是在液体压力或流量控制中常会遇到控制阀闪蒸和气蚀的问题。气蚀将在破坏控制阀和管线的材质,直接影响控制阀的使用寿命和工艺控制的安全。本文从控制阀闪蒸和气蚀产生的原因分析入手,提出几项避免控制阀产生气蚀的方法。
    美国ASCO电磁阀气蚀产生的原因
    在一个大气压环境中,水在100℃时沸腾,水从液态转化为气态,整个水体内部不断涌现大量气泡,并逸出水面。在常温下(20℃),若使压强降低到水的饱和蒸汽压强2.4kPa(压强)以下时,则水也沸腾。通常将这种现象称为空化,以示和真正的沸腾相区别,此时水中的气泡称为空泡。常把在管道中由于低压产生的空化叫做闪蒸。当管道中的空泡进入压强较高的区域时将突然溃灭,空泡溃灭的时间仅是毫秒级,空泡在溃灭时形成一股微射流,局部压强可达到800MPa,这会使壁面材料疲劳损坏。这种现象我们称之为气蚀或空蚀。
    现以水为例说明控制阀产生气蚀的原因。简化的控制阀管路图,如图1所示。
    美国ASCO电磁阀阀芯处截流,使过流断面减小,由1-1到2-2过流断面的总流伯努利方程:
    美国ASCO电磁阀为过流断面1-1的形心高度;z2为过流断面2-2的形心高度;g为重力加速度;p1为过流断面1-1的形心处的压强(压);p2为过流断面2-2的形心处的压强(压);υ1为过流断面1-1的形心处的流速;υ2为过流断面2-2的形心处的流速;Y为液体的重度;hL为总水头损失。
    美国ASCO电磁阀的过流断面的形心位置于同一水平线上(若不在同一水平线上,因1-1到2-2距离较近可近似认为在同一水平线上),即z1=z2,所以有,那么p2=,随着过流断面2-2的减小,将增大,γhL也将随之增大,当增大到一定值时,p2将低于其所在温度下的水的饱和蒸气压,这时水将气化产生空泡(即闪蒸现象)。当含有空泡的水从过流断面2-2流至3-3时,由于过流断面突然增大,υ3将减少,那么p3将大于水的饱和蒸气压,水中包含的空泡将被溃灭,这就是气蚀。
    美国ASCO电磁阀阻塞流的产生及影响
    控制阀是一个局部阻力可以变化的节流元件,对于不可压缩流体,由能量守恒原理可知,控制阀上的水头损失,式中,hL为控制阀上水头损失;ε为控制阀局部水头损失因数(随阀门开度面变化);g为重力加速度;υ为流体的平均速度,υ=Q/S;ρ为流体密度;p1为控制阀上游取压口的压力(压力);p2为控制阀下游取压口的压力(压力);Δp为控制阀上、下游取压口的压力差,Δp=p1-p2;Q为流体体积流量;S为控制阀流通面积。
    所以上面水头损失的等式可变为
    当控制阀开度不变的情况下,如果保持控制阀前压力不变,当逐渐减少控制阀后压力时,流过控制阀的流量将随等比增大。但是当控制阀后压力减小到一定数值时,阀前阀后差大于时,流过控制阀的流量不再随等比而增大,这时的流态被称为阻塞流如图2所示。
    美国ASCO电磁阀恒定时的关系曲线
    阻塞流不一定会发生闪蒸(空化)或气蚀现象,但闪蒸或气蚀一定发生在阻塞流情况下,所以阻塞流是产生闪蒸或气蚀的必要条件,如果避免了阻塞流的产生就从根本上避免气蚀产生。GB/T17213.2标准中判断是否为阻塞流的依据是Δp与之间的关系,当FFpv)时为非阻塞流,当时为阻塞流。

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