高差压91视频看看簧色防空化解决方案 高差压91视频看看簧色 91视频看看簧色防空化解决方案 调节阀防空化解决 之前介绍黄铜带表消声91视频看看簧色使用注意事项,现在介绍高差压91视频看看簧色防空化解决方案什么是空化? 高压差调节阀高速气-液-粒三相流传输引起的阀芯严重空蚀和冲蚀磨损问题,采用k-ε湍流模型、Schnerr-Saur空化模型、随机轨道模型和冲蚀磨损模型,空化是流体通过阀节流时,从缩流断面的静压降低到等于或低于该流体在阀入口温度下的饱和91视频WWW免费下载压时,部分液体汽化形成气泡,继而静压又恢复到饱和91视频WWW免费下载压,气泡溃裂恢复为液相的现象。这种气泡产生和破裂的全过程称为空化( cav.tan。n)。气蚀是空化作用对材料的侵蚀。空化或汽蚀的发生对控制阀阀芯产生严重的冲刷破坏,冲刷发生在流速大处,通7曾在阀芯和阀座环接触处或附近。由于气泡破裂,释放能量,它不仅发生类似流砂流过阀门的爆裂噪声,而且释放的能量冲刷阀芯表面,并波及下游管道,与闪蒸冲刷不同,汽蚀冲刷使阀芯及下游管道呈现类似煤渣的粗糙表面。煤液化技术可实现煤的清洁、利用和石油替代,是缓解我国能源危机的有效途径,被列入国家能源中发展战略。热高分调节阀是煤液化系统的核心设备,主要用于高温高压实际生产中,调节阀压力降较高时会出现许多问题,例如空化、高噪声水平和振动等。这些问题带来的直接影响是对阀体和阀芯的磨损及空化的损伤。 高差压91视频看看簧色防空化解决方案调节阀空化损坏分析 
本论文的主要研究内容和结论如下: (1)构建了单个空泡变形、溃灭的数值求解模型,得到了空泡的溃灭过程及流场中压力、速度、温度的变化情况。空泡在壁面溃灭时,壁面承受的大压力和高温度随初始半径的增加而增大。 (2)采用本文建立的空化求解模型和煤液化91视频看看簧色的实际运行参数,计算得到了不同开度下91视频看看簧色内的三维空化流场。随着开度的增加,阀芯头部附近的回流区域和回流速度均减小,且阀芯表面的空化程度降低。 (3)基于控制减压程度抑制空化的思想,数值预测了出口压力增大和进口压力减小时91视频看看簧色内部的空化流动情况,提出采用两个91视频看看簧色串联安装进行分级减压,且*级阀门的出口压力控制在7.5~5MPa左右的运行优化措施。 本文的创新性研究在于: (1)建立了考虑气液两相的粘性、可压缩性、热力学性质等因素的空泡溃灭数值计算模型,得到了空泡溃灭的过程以及壁面中心点的压力、温度随时间的变化关系; (2)构建了91视频看看簧色三维空化流动的数值预测方法,结合91视频看看簧色的实际参数,完成了91视频看看簧色内部的空化流场分析,并对阀头的空蚀进行了原因分析; 
1.1 空化损坏分析 液体介质在高差压下会产生空化,空化产生于液态区的气泡,生成气泡的必要条件是液态所处的压力低于该液体饱和91视频WWW免费下载压力Pv。阀座相当于节流孔板,高压流体流经节流孔时,静压能与动压能相互转换,流速的增加导致压力降低,见图1。 
图1 产生空化的流动曲线 由图1可知,当压力降低至等于或低于该流体在入口温度下的气化压力Pv时,液体中的气核即膨胀形成气泡,带有气泡的液体在宽敞的下游流道中流速下降,压力回升。当压力回升至Pv或高于Pv时,气泡破裂,此时将释放出巨大的能量,对阀座、阀芯等阀内件产生破坏,即空蚀。它的特点在于液体—91视频WWW免费下载—液体的过程全部是在调节阀的小面积内并在微秒时间内进行的。空化的破坏力很大,气泡破裂的瞬时压力高达300MPa,现有的工程材料难以抵抗其空蚀。对于不锈钢等塑性材料,在空化作用下,将产生麻点腐蚀直至呈现蜂窝状空洞损坏;而对于硬质合金等脆性材料则产生碎块损坏。同时,气泡破裂时所释放的能量使操作人员很容易听到像是来自于调节阀或下游管线的噪声,并伴有强烈的振动,而终导致调节阀内件的疲劳损坏。 1.2 产生空化的条件 空化的产生必须具备5个条件: (1)调节阀上游、下游(或调节阀内件处)的流体必须是液体; (2)当流体进入调节阀或在调节阀下游由压力降产生残余91视频WWW免费下载时,液体必须达到饱和状态; (3)阀座处的压力降必须下降到高压流体的91视频WWW免费下载压力之下; (4)调节阀出口压力必须恢复到液体91视频WWW免费下载压力水平; (5)液体必须含有某些夹带91视频黄色网或杂质,在形成气泡中它起到气核的作用。 1.3 堵塞物流 上海91视频色下载APP阀门有限公司主营阀门有:91视频看看簧色(91视频黄色网91视频看看簧色,可调式91视频看看簧色,水91视频看看簧色当调节阀下游压力下降时,产生大的压力差,此时出现初期空化,而增加了流体比容。当流量增加到一定程度时,发生堵塞物流,除非操作改变之外流速不再增加。流量Q和压力降的平方根之间呈直线关系,见图2。 
图2 流量对压差的流动曲线 1.4 空化与汽蚀 空化或空蚀,即通常所说的汽蚀。它是渐变的破坏过程。当高压流体流经调节阀的节流孔后,其出口压力P2等于或高于该液体的汽化压力Pv时,气泡破裂所释放出巨大的空化量,才对节流组件产生破坏,即空蚀。如果出口压力P2低于该液体的汽化压力Pv时,在节流降压过程中,所产生的气泡就不会破裂,而是夹在液体中成为“二相流”,即所谓的“闪蒸”流动,闪蒸流动一般不会对阀内件产生破坏,但会产生堵塞物流。而使调节阀流量减小,与此同时还会产生强烈的噪声和振动,该噪声为空化噪声。所以空蚀或汽蚀仅仅是空化作用的结果之一。防空化即是防止流体在节流过程中产生气泡,使其不产生气泡,当然也就不会有汽蚀,更不会产生闪蒸流动和堵塞物流。这和防汽蚀是不同的,防汽蚀是指气泡产生了,但不让其对阀内件产生空蚀。由于空化能很高,只有在压差较低的情况下,选用适当材料,也只能延缓空蚀,而不能有效抵抗空蚀。因此,防空化是治本,而防汽蚀则是治标。 2 高差压调节阀防空化解决方案 大庆石化仪表安装公司在多年调节阀维修及制造过程中,积累了许多宝贵经验,认为防空化解决方案的关键是如何改变流体在调节阀内的流动状态,使高压流体在节流降压过程中不产生空化。因此核心应为阀内件的结构。 2.1 建立数学模型 通过多级降压的结构可以改变流体在调节阀内的流动状态,见图3。 
图3 迷宫式曲折通道示意 从图3可以看出,由于采用了迷宫式的曲折通道,降低了通过调节阀的总流速,因此减少了压力恢复。当流体通过阀芯运动时,迷宫式的曲折通道产生高的和低的压力涡,并产生相当大的摩擦损失。迷宫式的曲折通道采用一系列的直角转角,以获得摩擦损失和较低的流速。 确定转角的数量是迷宫式的曲折通道结构设计的关键,因为它决定了总速度头损失和其它结构尺寸。在尺寸确定时,还需进行流动曲线空化指数Kc、调节阀空化指数σ、Ks系数等的计算,由此可确定出在某一工况下的防空化阀内件的尺寸。 2.2 结构特点 调节阀防空化解决方案的关键技术是节流组件(阀内件)。根据防空化的原理,采用径向多级降压分流的迷宫式曲折通道集成块,由若干件圆环,按一定规律叠加成节流组件集成块。将调节阀的全开度分为若干组相互独立的空间,在其每个独立空间均设有径向流道。调节阀工作时,各开度的高压流体进入节流组件集成块后,分别在各自的独立空间内进行多级降压节流、缓冲膨胀、转变折流,它们之间各行其道,互不干扰。因此各开度的高压流体,从节流组件集成块入口到出口,其压力和压差均按一定规律逐步降低,从而达到有效防止空化与空蚀的目的。 根据不同的工况条件,可以将节流组件制造成全迷宫式曲折通道集成块,或迷宫式曲折通道集成块与单级节流窗口相结合的组合式节流组件。这种结构适用于锅炉给水调节阀等变差压工作场合,或对流通能力要求较大的场合。 美国Masoneilan公司生产的不同类型调节阀的Cf、Kc值见表12—5。 为防止空化产生,首先要保证满足不产生空化的设计条件;其次可选择防空化的多级降压阀(如78000系列);可变流阻阀(VRT)。还可选择防止空蚀的材料制造的阀门(如表12—6)、适应改变操作条件等方法来防止空蚀现象。 为防止空化作用,一般设计调节阀开度不能小于10%。要进行调节阀流通能力的开度验算,不让阀的工况满足式(12—53)的条件。煤液化91视频看看簧色是煤直接液化系统的关键设备,用于高压分离器的液位调节和反应产物的节流降压。该91视频看看簧色的运行工况具有温度高、压差大、含固量高的特点,存在严重的空化、空蚀和冲蚀磨损。91视频看看簧色的材料升级和表面硬化处理可在一定程度上提高其耐磨损性能,但不足以抵抗严重的空蚀。了解91视频看看簧色的内部流动是分析其失效并进行优化的重要途径之一,但实验研究受限于苛刻的实际运行工况而无法开展。因此,开展煤液化91视频看看簧色的空蚀机理和空化流动的数值预测方法研究,对于91视频看看簧色的空化流场预测及相关优化具有重要意义。 本文基于壁面附近单个空泡溃灭的动力学研究,得到了空泡溃灭的过程及壁面所承受的压力、温度等与空蚀相关的参数;在空蚀机理分析的基础上,根据流体控制方程、湍流模型、空化模型等计算流体力学方法,结合煤液化91视频看看簧色的实际结构、运行工况等参数,构建了91视频看看簧色三维空化流动的数值预测方法,分析了91视频看看簧色内部的空化流动,并提出了运行优化措施。 这是因为调节阀在变差压工况下运行存在2个问题,(1)空化问题;(2)流量特性畸变问题。这就要求调节阀必须具备适应变差压特点的流阻结构和对流量特性的补偿能力。同时由于宫式曲折通道集成块的结构特点决定了,在公称通径相同的前提下,采用迷宫式曲折通道集成块的调节阀其Cv值要比普通结构的调节阀略低。 仅仅改变节流组件的结构,还不能*消除空化,因为高压流体在迷宫式曲折通道集成块内,只要有极微小的泄漏或串流,就会造成高低压空间相互串通,从而破坏各开度流体之间的节流降压规律,引起空化与空蚀,还可通常使流量特性产生畸变,降低调节精度。这就要求迷宫式曲折通道集成块的相邻圆环之间必须保持严密性,这在技术上具有一定的难度。将圆环加工好后,通过特种工艺技术,将若干圆环叠加成一个不可分割的整体。 
1-96控制阀的直线流量特性表达式是如何推导的? 直线流量特性是指控制阀的相对流量与相对位移成宣线关系,即单位位移的变化引起的流量变化是常数,用数学表达式表示: 当液体通过调节阀时,在调节阀的节流作用下便会产生压力降。在流束小截面处(参见图12—49、图12—50)(vena contracta,VC),流速快,而静压却小。当该处压力Pc低于该液体的气化压力Pv时,则有部分液体闪蒸成为气泡。流体经过调节阀后,其压力有所恢复。若恢复后的压力P2仍低于该液体的气化压力Pv时,则会有部分液体气化,这种现象称为闪蒸(flash)。 图12—49 闪蒸状态压力分布曲线 VC为调节阀流束小截面处 闪蒸作用产生的气泡对阀芯、阀座、阀体均无严重的损伤,但当恢复后压力P2>P1时,必然会使上述气泡被压破,并爆发出强大的爆破力。调节阀的金属表面在反复不断地受到该冲击力作用后,会产生疲劳而形成剥落、空洞,这就是空化现象,也称空蚀现象。
图12—50 空化状态压力分布曲线 VC为调节阀流束小截面处 空化现象的爆破力足以使阀内部件(特别是阀芯)遭到极其严重的破坏,严重的空化作用只需几小时调节阀就损坏了,以致于调节过程失控,产生重大安全事故。因此,在进行控制工程设计时,应充分考虑到防止空化现象的出现。特别对高压力降工况、低挥发性介质控制的场合,在防止空化作用方面要给予足够的重视。实验证明,调节阀容量曲线折点和空化开始点相一致。当调节阀发生空化现象时,阀内的压力降叫做是临界压力降△Pc。若实际压力降△P>△Pc,且阀出口压力P2又高于该液体的气化压力Pv,则必然产生空化现象。对不可压缩的流体而言,空化临界流量条件是: △P≥Cf(△Ps) 式中,Cf是临界流量系数,其数学式为 对于不允许产生空化的调节阀而言,用初始空化系数Kc代替临界流量系数Cf的平方值,则防止空化的条件为: △P初始空化=Kc△Ps 当Pv<0.5P1时,△Ps=P1—Pv;故判断产生空化的数学式为:  3 结束语 高压水调节阀、锅炉给水调节阀,都存在严重的空化损坏问题,而影响装置的长周期运行。由于这些调节阀对流通能力要求较大,故采用迷宫式曲折通道集成块与单级节流窗口相结合的组合式节流组件型式,将20%以下开度采用迷宫式曲折通道集成块结构,20%~99%开度为单级节流窗口(即套筒)结构,这样当调节阀在小于或等于20%的小开度下工作时,由于流体进入迷宫式曲折通道集成块进行节流降压,虽然压差很高,但依然不会产生空化;将调节阀处在20%~99%开度时,流体基本上由套筒的窗口控制,属于单级节流,所产生的流阻压降远比多级迷宫式曲折通道集成块小,能够满足其对大流量的要求。经过多年现场应用考核,防空化效果明显。
基于控制减压程度抑制空化的思想,提出采用两个91视频看看簧色串联安装进行分级减压,且*个阀门的出口压力控制在7.5~5MPa左右的运行优化措施。与本产品相关论文:波纹管91视频看看簧色波纹管材料 |