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ASCO电磁阀闪蒸和气蚀现象分析
ASCO电磁阀
闪蒸和气蚀现象分析
通过ASCO电磁阀的流体,常常会产生闪蒸和气蚀现象。这些现象既能引起调节阀流通能力Kv值减小,又能产生噪声、振动及对材料的损坏。因此控制和降低调节阀闪蒸、气蚀的影响是阀门选型设计中必须要考虑的问题。
1 闪蒸和气蚀现象的原因
1.1 闪蒸和气蚀的简单判定
闪蒸和气蚀与ASCO电磁阀的阻塞流密切相关,为了更好的理解闪蒸和气蚀现象,我们首先需要了解什么是阻塞流。在GB/T17213.1-1998《工业过程控制阀第1部分控制阀术语和总则》中指出,阻塞流是指不可压缩或可压缩流体在流过控制阀时,所能达到的极限或流量状态。无论何种流体,在入口压力P1固定的情况下,随着出口压力P2的逐渐减小,流过调节阀的流量逐渐增加。当出口压力P2减小到某一个临界压力Pc以后,调节阀的流量不再增加,这个极限流量就是阻塞流。
ASCO电磁阀为了分析问题的方便,我们可以简单的认为阀门的允许计算压力降ΔPmax=P1-Pc,如果阀门上的压差(P1-P2)大于ΔPmax,那么就会产生闪蒸或气蚀。
1.2 闪蒸和气蚀与调节阀缩流断面处的压力以及阀门两侧压差有关
ASCO电磁阀实际上是一个节流缩径元件。随着液体通过缩径,流束会变细或收缩。流束的小横断面出现在实际缩径的下游,该小断面称为缩流断面,如图1所示。
ASCO电磁阀的缩流断面
为维持流体稳定地流过阀门,在截面小的缩流断面处,流速必须是的。流速(或动能)的增加伴随着缩流断面处压力(或势能)的大大降低。再往下游,随着流束扩展进入更大的区域,速度下降,压力增加;但下游压力P2不会完全恢复到与阀门上游P1相等的压力,阀门两侧的压差(ΔP=P1-P2)表示阀门中消耗的能量。
下面分3种情况来说明闪蒸和气蚀现象。
(1)如果缩流断面处的压力降到液体的饱和蒸汽压力以下(由于该点处速度增加),气泡就会在流束中形成。随着缩流断面处的压力进一步降到液体的饱和蒸汽压力以下,气泡会大量地形成。在此阶段,闪蒸和气蚀之间没有差别,但是对阀门结构损坏的可能性肯定存在。
(2)如果阀门出口的压力仍低于液体的饱和蒸汽压力,气泡将保持在阀门的下游,我们就说过程发生了“闪蒸”。
(3)如果下游压力恢复使得阀门出口压力高于液体的饱和蒸汽压力,气泡会破裂或向内爆炸,从而产生“气蚀”。
很明显,高恢复ASCO电磁阀阀门比较容易发生气蚀,因为它的下游压力更有可能升至液体饱和蒸汽压力之上。
2 闪蒸和气蚀的危害
出现闪蒸和气蚀现象,说明在流体中产生了高速气泡,并且气泡的产生和破裂均在极短的时间内完成,产生的冲击力极大,会对阀门和管道产生很大的破坏作用,主要表现在三个方面。
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