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調(diào)節(jié)閥的流量特性有線性特性,等百分比特性及拋物線特性三種。三種注量特性的意義如下:
(1)等百分比特性(對數(shù))等百分比特性的相對行程和相對流量不成直線關(guān)系,在行程的每一點(diǎn)上單位行程變化所引起的流量的變化與此點(diǎn)的流量成正比,流量變化的百分比是相等的。即使調(diào)節(jié)閥有固定和支撐措施,也必須定期進(jìn)行檢查,一般2~3個月檢查一次。所以它的優(yōu)點(diǎn)是流量小時,流量變化小,流量大時,則流量變化大,也就是在不同開度上,具有相同的調(diào)節(jié)精度。
(2)線性特性(線性)線性特性的相對行程和相對流量成直線關(guān)系。單位行程的變化所引起的流量變化是不變的。流量大時,流量相對值變化小,流量小時,則流量相對值變化大。
(3)拋物線特性流量按行程的二方成比例變化,大體具有線性和等百分比特性的中間特性。
從上述三種特性的分析可以看出,就其調(diào)節(jié)性能上講,以等百分比特性為,其調(diào)節(jié)穩(wěn)定,調(diào)節(jié)性能好。而拋物線特性又比線性特性的調(diào)節(jié)性能好,可根據(jù)使用場合的要求不同,挑選其中任何一種流量特性。
氣動閘閥本身結(jié)構(gòu)緊湊,密封可靠,體積小、重量輕,但只適合用于常溫常壓介質(zhì)的管道中,一般使用壓力不宜超過1.0Mpa,工作溫度小于150℃,且介質(zhì)中不能含有顆粒狀雜質(zhì)。金屬接觸面的表面有尖角、毛刺等缺陷時把膜片扎破,另一種原因是使用時時間過長,材料老化膜片損壞。氣動閘閥全部零件采用注塑件組裝成型,密封圈采用F4,耐腐性能優(yōu)異,并且整體式泄漏點(diǎn)少,強(qiáng)度高,轉(zhuǎn)動靈活、使用方便,使用壽命長。
氣動閘閥只需要用氣動執(zhí)行器用氣源旋轉(zhuǎn)90度的操作和很小的轉(zhuǎn)動力矩就能關(guān)閉嚴(yán)密。完全平等的閥體內(nèi)腔為介質(zhì)提供了阻力很小、直通的流道。對于單作用的氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu),輸出力與閥門的開度有關(guān),電動調(diào)節(jié)閥上的出現(xiàn)的力也將影響運(yùn)動特性,因此要求在整個開度范圍建立力平衡。適用于水、溶劑、酸和等一般工作介質(zhì),而且還適用于工作條件惡劣的介質(zhì),如氧氣、、和乙烯等。球閥閥體可以是整體的,也可以是組合式的。
調(diào)節(jié)閥在現(xiàn)代化工廠的自動控制中,調(diào)節(jié)閥起著十分重要的作用,這些工廠的生產(chǎn)取決于流動著的介質(zhì)正確分配和控制。這些控制無論是能量的交換、壓力的降低或者是簡單的容器加料,都需要某些終控制元件去完成。
在化工生產(chǎn)工藝流程中的管路和設(shè)備中,有大量的流體流量調(diào)節(jié)閥對保證設(shè)備的正常運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用。它們有多種結(jié)構(gòu)形式,分別適用于不同場合。調(diào)節(jié)閥是節(jié)流裝置,屬于動部件,與檢測元件和變送器、控制器比較,在控制過程中,調(diào)節(jié)閥需要不斷改變節(jié)流件的流通面積,使操縱變量變化,以適應(yīng)負(fù)荷變化或操作條件的改變。其主要作用即用于調(diào)節(jié)流量,以保證設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。它們有操作簡單、方便,易于控制等特點(diǎn),故受到廣泛的應(yīng)用。但也有消耗能量過大、閥門元件易損等缺陷,若設(shè)計使用不當(dāng),會給生產(chǎn)帶來影響。本文主要討論的是對管路流量調(diào)節(jié)過大、輸送流體溫度過高,可能會產(chǎn)生的汽蝕和閃蒸現(xiàn)象以及其對調(diào)節(jié)閥的破壞及防止方法。
1.出現(xiàn)蝕和閃蒸的原因分析
1.1 流體在調(diào)節(jié)閥中的流動過程
液體在調(diào)節(jié)閥的流道中的流動過程是極其復(fù)雜的,根據(jù)連續(xù)性方程:
uAp=常數(shù)
式中u——截面平均流速,m/s;
A—— 流道截面積,m2;
p—流體介質(zhì)的密度,kg/m3。
對于不可壓縮的流體,p=常數(shù),因此uA=常數(shù),亦即流體的流速和通過該截面的截面積成反比。
同時,又根據(jù)伯努利方程式[1]:
式中z——位置標(biāo)高,m;
p——靜壓強(qiáng),Pa;
g—— 重力加速度,kg?m/s2。
忽略管道進(jìn)出口流體的位置標(biāo)高差別,如果通過截面時的流速增大,則意味著斷面的壓力將下降,當(dāng)流體的壓力下降到該溫度下的飽和壓力Pv時,液體將出現(xiàn)汽化,同時發(fā)生汽蝕或閃蒸現(xiàn)象。
由于汽蝕現(xiàn)象和閃蒸現(xiàn)象對設(shè)備有較大的破壞力。我們以前僅對離心泵的汽蝕現(xiàn)象研究較多,而對管路中調(diào)節(jié)閥可能產(chǎn)生的汽蝕和閃蒸現(xiàn)象造成的破壞未引起足夠重視,因此研究防止液體在流動過程中產(chǎn)生汽蝕和閃蒸的機(jī)理將顯得更加重要。