調節閥流體流速的計算方法及選取原則

    在實際應用過程中調節閥的出品流速直接影響著整個控制閥的可靠性、穩定性和使用壽命。閥門出口流速過快，導致高速流動的介質在調節閥中流動時很容易使閥門產生嚴重沖刷和不規則的振動，破壞閥體及內部零件，同時會產生很大的噪聲，因此在調節閥選型過程中，在確定了ZZYP-16B自力式壓力調節閥型號后，應首先計算一下出口流速（特別介質為氧氣一類），然后再選擇閥門的口徑和材質。

    流速是單位時間內流體的流動速度，調節閥流速一般是指閥門出品介質的流動速度，主要與流體類、閥前后壓差、配管口徑及材料等因素有關，下面簡單介質一下不同流體的流速計算方法及選取原則。

一、流速計算方法

1、液體場合

  V=0.408×Q/D2

  流速V-ft/s；流量Q-usgal/min(GPM)；閥出口直徑D-in。

2、壓縮氣體場合

（1）首先計算音速C

（2）計算調節入口及出口馬赫數

（3）計算流速V

V=cM，其中C-流體音速，ft/s

K-比熱比                   g-重力加速度

R-氣體常數                 T-流體溫度

A1-閥入口面積              A2-閥出口面積

P1-閥入口壓力             P-閥前后壓差

Cg-氣體流量系數           Cv-氣體流量系數

C1-Cg/Cv                  Cv-氣體流量系數

M2-出口馬赫數             M1-入口馬赫數

二、流速的選取

    ZZYP-16B自力式壓力調節閥閥門出口的流速如果超過某一數值，將會引起高頻振勸或產生嚴重沖刷現象，導致閥內件和閥體的損傷甚至破壞，盡管造成振動和沖刷的原因不僅僅在于流速，但流速因素特別關健。

    對于液體操作，大流速的原則是在閥門出品為50ft/s(12.7m/s)；對于氣體操作通常限制在1.0以赫以下；但是對于溫度接近飽和點的液體，流速必須下降到30ft/s(7.6m/s),對于壓降低于飽和蒸汽壓的閥門以及產生氣蝕的閥門應限制到30ft/s（7.6m/s）以下，以減少氣蝕的破壞。下面為樂控儀表（杭州）有限公司根據多上經驗提出的調節閥流速限制數值。

表1（閥出口流速極限值）                      (單位m/s)

液體發生閃蒸時的流速限制值：

表2（閥出口流速極限值）                      (單位m/s)

注意：

1、在要求低噪聲的場合，閥門出品流速≤0.33馬赫。

2、對于泥漿、粘性流體使用襯里閥體時，液體流速應限制在≤3m/s。

3、對于氧氣、氫氣等特殊氣體的流速一定要參考閥門和管道設計規范。

三、總結

    從流體力學觀點來看，閥內件部位的流速要比閥門出口的多，因此在閃蒸條件下，一般出口配管比實際閥體規格要大一些，而且閃蒸汽場合一般會考慮用縮徑結構的閥門，即當流體通過閥門內件的縮流斷面處出現閃蒸后，能進入一個相對較大的空間，這樣可以大大降低出口流速。因此在調節閥口徑計算中，首先確定流體流速是很重要的，它在防止噪音和閥門振動產生的同時，對保證調節閥的性能方面也有很大的影響。