1、工程設(shè)計中調(diào)節(jié)閥壓力恢復(fù)系數(shù)FL的應(yīng)用分析1、引言在工程設(shè)計中，經(jīng)常需要對調(diào)節(jié)閥進(jìn)行選型與計算，以達(dá)到穩(wěn)定控制的目的。但調(diào)節(jié)閥選型與計算時對Fl的考慮較困難。本文除對Fl的一般規(guī)律作分析，同時通過實例，對可能出現(xiàn)阻塞流工況，如何深入考慮Fl作出分析。2、阻塞流的產(chǎn)生在流量系數(shù)Cv的計算公式中，閥前壓力Pi,閥后壓力P2的取壓位置及流體通過調(diào)節(jié)閥的壓力降變化情況如圖1所示上游壓力 下游壓力 縮脈處壓F2低恢復(fù)能力AF = Fl - F2A Fvc - Fl Fvc圖1閥內(nèi)的壓力恢復(fù)特性高俁復(fù)能力閥上壓降為P=PP2O按能量守恒定律，在流體縮脈處的流速最大而壓力最低，即壓力降最大，稱為APvCo縮

2、流處后流體流速又減小，直至P2處大部分靜壓得到恢復(fù)，此時壓力降為APo當(dāng)介質(zhì)是液體，在壓差足夠大時，部份液體在該操作溫度下汽化，即發(fā)生了閃蒸。液體這時即使再增加壓差，流量也不再中夾帶了蒸汽，產(chǎn)生了二相流，液體不再是不可壓縮的,增加，這種極限流量現(xiàn)象稱為液體阻塞流。3、Fl的具體分析Fl的定義FL=Sqt(P/APvc)=Sqt(P1-P2)/(Pl-Pvc)Fl的意義（見圖1 ）,Fl的目的，在于判Fl是一個實驗數(shù)據(jù)，表明了調(diào)節(jié)閥在液體通過后動能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能的恢復(fù)能力也表明了液體產(chǎn)生阻塞流的臨界條件，故Fl又稱為臨界流量系數(shù)。提出斷液體通過調(diào)節(jié)閥時是否產(chǎn)生隆塞流，弁用于計算調(diào)節(jié)閥的最大允許壓差

3、。阻塞流的判斷理論上用與的大小關(guān)系來判斷是否產(chǎn)生阻塞流，但在工程計算時用壓差大小來判斷。圖2表明了通過閥門的流量與壓差的關(guān)系。圖2流量與壓差的關(guān)系最大允許壓差定義為APc22Pc=Fl玄Pvc=FL*(Pi-FfPv)(2)Pv:操作溫度下的液體飽和蒸汽壓Ff:液體臨界壓力比系數(shù)3.4決定阻塞流的因素從公式2來看，一旦操作工況決定，最大允許壓差P(與Fl有關(guān)系。阻塞流的產(chǎn)生與通過調(diào)節(jié)閥流量的大小，調(diào)節(jié)閥口徑?jīng)]有關(guān)系。4、Fl值的一般規(guī)律Fl值的大小與調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)形式、流向、開度有關(guān)。一般情況下，制造廠提供的Fl值是指調(diào)節(jié)閥全開下的數(shù)值。幾何結(jié)構(gòu)完全相同的調(diào)節(jié)閥Fl值相同，弁與口徑無關(guān)。同一類型

4、的調(diào)節(jié)閥由于各制造廠的結(jié)構(gòu)略有不同，故Fl也有差別。國際知名的制造廠提供了各系列調(diào)節(jié)閥的Fl值，國內(nèi)也有推薦值。詳見表1,表2。表1Masoneilan偏心旋轉(zhuǎn)閥ParcentofPlug102030405060708090100RotationflFlowtoOpen0.960.930.910.890.880.870.870.860.860.85FlowtoClose0.940.910.880.830.800.770.740.720.700.68表2國產(chǎn)調(diào)節(jié)閥Fl的推薦值閥型式閥芯型式流向FL單座閥柱塞形流開0.90柱塞形流閉0.90窗口形任意流向0.90套筒形流升0.90套筒形流閉0.80

5、雙座閥柱塞形任意流向0.85窗口形任意流向0.90角形閥柱塞形流升0.90柱塞形流閉0.80套筒形流開0.85套筒形流閉0.80球閥O形球閥孔徑=0.8d任意流向0.55V形孔球閥任意流向0.57偏心旋轉(zhuǎn)閥柱塞形任意流向0.85蝶閥60全開任意流向0.6890全開任意流向0.554.4值與調(diào)節(jié)閥形式、開度的一般關(guān)系（參見圖3 ）一般情況下，直行程調(diào)節(jié)閥的值比旋轉(zhuǎn)型調(diào)節(jié)閥的大,值隨調(diào)節(jié)閥開度的增加而減小|20406080圖3Fl值與閥門開度的關(guān)系1)DSP球體閥：V口形球閥)SP球體閥：流開)偏心旋轉(zhuǎn)閥：流開)閥體分離閥：流開)偏心旋轉(zhuǎn)閥：流關(guān))蝶閥(小力矩)控制球閥)閥體分離閥：流關(guān))DP球體

6、閥：柱塞形閥芯)SP球體閥：流關(guān))71000系列角閥：流關(guān)5、工程設(shè)計對Fl值的考慮工程設(shè)計中碰到阻塞流的情況并不多，有時還是工藝要求阻塞流，如液體變氣相作冷劑。但大多數(shù)工況要求避免阻塞流。要避免阻塞流，可選用Fl值較大的調(diào)節(jié)閥，這樣Pc也相應(yīng)大。選大口徑并不能避免阻塞流。對大口徑旋轉(zhuǎn)閥，要考慮管路大小頭對Fl值的修正。當(dāng)制造廠未提供調(diào)節(jié)閥的Fl值時，表4的Fl值可作估算參考。要考慮FL值與閥門開度、P1與管路流量特性之間的關(guān)系。由于調(diào)節(jié)閥Cv值計算只考慮操作工況的某一點，并不能保證所有工況都避免了阻塞流，所以在計Pc時，要從動態(tài)的角度來分析。對Fl,可選用整個開度內(nèi)的最小值，一般是全開時的F

7、l值。P1一般隨開度增大而減小(或不變)，故用最大流量下的Pl來計算Pc比較保險。驗算。6、工程實例(見后)設(shè)計要求：流體介質(zhì)為高溫油，有粘性。閥體結(jié)構(gòu)要求簡單，能在線維修。選擇Cv值相對大的閥體形式，這樣比較經(jīng)濟(jì)。根據(jù)具體參數(shù)作計算，結(jié)果見計算書。工程實例，通過對各制造廠計算書的比較，我們最終選定了NELES-CONTROL的V型控制球閥，頂部安裝閥芯的形式。從計算結(jié)果看，該調(diào)節(jié)閥基本上避免了阻塞流，結(jié)構(gòu)形式滿足了工藝設(shè)計要求。從計算結(jié)果看，由于在最小流量時的壓差較大，這時還是產(chǎn)生了阻塞流。考慮到該調(diào)節(jié)閥對裝置極其重要，閥體、閥芯、閥座均作硬化處理。7、結(jié)束語實際工程中對阻塞流的處理還有許多方法，如套筒閥、多級降壓、閥后安裝孔板等，但目的都是一個：通過提高P2,來增加Pvc,從而避免阻塞流。