1、調(diào)節(jié)閥的空化現(xiàn)象cavitation of control valves 當(dāng)液體通過(guò)調(diào)節(jié)閥時(shí)，在調(diào)節(jié)閥的節(jié)流作用下便會(huì)產(chǎn)生壓力降。在流束最小截面處(參見(jiàn)圖1249、圖1250)(vena contracta，VC)，流速最快，而靜壓卻最小。當(dāng)該處壓力Pc低于該液體的氣化壓力Pv時(shí)，則有部分液體閃蒸成為氣泡。流體經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)閥后，其壓力有所恢復(fù)。若恢復(fù)后的壓力P2仍低于該液體的氣化壓力Pv時(shí)，則會(huì)有部分液體氣化，這種現(xiàn)象稱(chēng)為閃蒸(flash)。圖1249 閃蒸狀態(tài)壓力分布曲線 VC為調(diào)節(jié)閥流束最小截面處閃蒸作用產(chǎn)生的氣泡對(duì)閥芯、閥座、閥體均無(wú)嚴(yán)重的損傷，但當(dāng)恢復(fù)后壓力P2>P1時(shí)，必然會(huì)使上述

2、氣泡被壓破，并爆發(fā)出強(qiáng)大的爆破力。調(diào)節(jié)閥的金屬表面在反復(fù)不斷地受到該沖擊力作用后，會(huì)產(chǎn)生疲勞而形成剝落、空洞，這就是空化現(xiàn)象，也稱(chēng)空蝕現(xiàn)象。圖1250 空化狀態(tài)壓力分布曲線 VC為調(diào)節(jié)閥流束最小截面處空化現(xiàn)象的爆破力足以使閥內(nèi)部件(特別是閥芯)遭到極其嚴(yán)重的破壞，嚴(yán)重的空化作用只需幾小時(shí)調(diào)節(jié)閥就損壞了，以致于調(diào)節(jié)過(guò)程失控，產(chǎn)生重大安全事故。因此，在進(jìn)行控制工程設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮到防止空化現(xiàn)象的出現(xiàn)。特別對(duì)高壓力降工況、低揮發(fā)性介質(zhì)控制的場(chǎng)合，在防止空化作用方面要給予足夠的重視。實(shí)驗(yàn)證明，調(diào)節(jié)閥容量曲線折點(diǎn)和空化開(kāi)始點(diǎn)相一致。當(dāng)調(diào)節(jié)閥發(fā)生空化現(xiàn)象時(shí)，閥內(nèi)的壓力降叫做是臨界壓力降Pc。若實(shí)際壓力降

3、P>Pc，且閥出口壓力P2又高于該液體的氣化壓力Pv，則必然產(chǎn)生空化現(xiàn)象。對(duì)不可壓縮的流體而言，空化臨界流量條件是：PCf(Ps) (1249)式中，Cf是臨界流量系數(shù)，其數(shù)學(xué)式為 (1250)而 (1251)對(duì)于絕對(duì)不允許產(chǎn)生空化的調(diào)節(jié)閥而言，用初始空化系數(shù)Kc代替臨界流量系數(shù)Cf的平方值，則防止空化的條件為：P初始空化KcPs (1252)當(dāng)Pv<05P1時(shí)，PsP1Pv；故判斷產(chǎn)生空化的數(shù)學(xué)式為：且 (1253)美國(guó)Masoneilan公司生產(chǎn)的不同類(lèi)型調(diào)節(jié)閥的Cf、Kc值見(jiàn)表125。 表125調(diào)節(jié)閥類(lèi)型CfKc雙座閥單座閥蝶閥camflex線40000、41000系列閥090806506094063051032024071為防止空化產(chǎn)生，首先要保證滿足不產(chǎn)生空化的設(shè)計(jì)條件；其次可選擇防空化的多級(jí)降壓閥(如78000系列)；可變流阻閥(VRT)。還可選擇防止空蝕的材料制造的閥門(mén)(如表126)、適應(yīng)改變操作條件等方法來(lái)防止空蝕現(xiàn)象。表126牌 號(hào)抗空化性能鎢鉻鈷合金硬質(zhì)合金分4合金ANSI 440C174PH或177PHANSI 316或316L鉻鉬鋼鑄 鐵優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)良良可可為防止空化作用，一般設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)閥開(kāi)度不能小于10。要進(jìn)行調(diào)節(jié)閥流通能力的開(kāi)