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            阀门通径和介质流速之间的关系分析

            2018年07月09日

            阀门通径和介质流速之间的关系分析

            阀门的流量与流速主要取决于阀门的通径,也与阀门的结构型式对介质的阻力有关,同时与阀门的压力、温度及介质的浓度等诸因素有着一定内在联系。

            阀门的流量与流速主要取决于阀门的通径,也与阀门的结构型式对介质的阻力有关,同时与阀门的压力、温度及介质的浓度等诸因素有着一定内在联系。


            阀门的流道面积与流速、流量有着直接关系,而流速与流量是相互依存的两个量。当流量一定时,流速大,流道面积便可小些;流速小,流道面积就可以大些。反之,流道面积大,其流速小;流道面积小,其流速大。


            介质的流速大,阀门通径可以小些,但阻力损失较大,阀门易损坏。流速大,对易燃易爆介质会产生静电效应,造成危险;流速太小,效率低,不经济。对粘度大和易爆的介质,应取较小的流速。油及粘度大的液体随粘度大小选择流速,一般取0.1~2m/s。


            一般情况下,流量是已知的,流速可由经验确定。通过流速和流量可以计算阀门的公称通径。


            阀门通径相同,其结构型式不同,流体的阻力也不一样。在相同条件下,阀门的阻力系数越大,流体通过阀门的流速、流量下降越多;阀门阻力系数越小,流体通过阀门的流速、流量下降越少。


            各种介质常用流速见下表。


            流体名称

            使用条件

            流速
            (m/s)


            饱和蒸汽

            DN>200
            DN=200~100
            DN<100

            30~40
            25~35
            15~30


            过热蒸汽

            DN>200
            DN=200~100
            DN<100

            40~60
            30~50
            20~40



            低压蒸汽

            ρ<1.0(绝压)

            15~20


            中压蒸汽

            Ρ=1.0~4.0(绝压)

            20~40


            高压蒸汽

            Ρ=4.0~12.0(绝压)

            40~60


            压缩气体

            真空
            Ρ≤0.3(表压)
            Ρ=0.3~0.6(表压)
            Ρ=0.6~1.0(表压)
            Ρ=1.0~2.0(表压)
            Ρ=2.0~3.0(表压)
            Ρ=3.0~30.0(表压)

            5~10
            8~12
            10~20
            10~15
            8~12
            3~6
            0.5~3





            氧气

            Ρ=0~0.05(表压)
            Ρ=0.05~0.6(表压)
            Ρ=0.6~1.0(表压)
            Ρ=1.0~2.0(表压)
            Ρ=2.0~3.0(表压)

            5~10
            7~8
            4~6
            4~5
            3~4


            煤气


            2.5~15


            半水煤气

            Ρ=0.1~0.15(表压)

            10~15


            天然气


            30


            氮气

            Ρ=5~10(绝压)

            15~25


            氨气

            真空
            Ρ<0.3(表压)
            Ρ<0.6(表压)
            Ρ≤2(表压)

            15~25
            8~15
            10~20
            3~8





            乙炔水


            30
            5~6



            乙炔气

            ρ<0.01(表压)
            ρ<0.15(表压)
            ρ<2.5(表压)

            3~4
            4~8
            5


            气体
            液体

            10~25
            1.6


            氯化氢

            气体
            液体

            20
            1.5


            液氨

            真空
            Ρ≤0.6(表压)
            Ρ≤2.0(表压)

            0.05~0.3
            0.3~0.8
            0.8~1.5


            氢氧化钠

            浓度0~30%
            浓度30%~505
            浓度50%~73%

            2
            1.5
            1.2


            硫酸

            浓度88%~93%
            浓度93%~100%

            1.2
            1.2


            盐酸


            1.5


            水及粘度
            相似液体

            Ρ=0.1~0.3(表压)
            Ρ≤1.0(表压)
            Ρ≤8.0表压)
            Ρ≤20~30(表压)
            热网循环水、冷却水
            压力回水
            无压回水

            0.5~2
            0.5~3
            2~3
            2~3.5
            0.3~1
            0.5~2
            0.5~1.2


            自来水

            主管Ρ=0.3(表压)
            支管Ρ=0.3(表压)

            1.5~3.5
            1~1.5


            锅炉给水


            >3


            蒸汽冷凝水


            0.5~1.5


            冷凝水

            自流

            0.2~0.5


            过热水


            2


            海水、微碱水

            Ρ<0.6(表压)

            1.5~2.5


            注:

            • DN值的单位为:mm;

            • Ρ值的单位为:MPa。

            • 闸阀的阻力系数小,仅在0.1~1.5的范围内、;

            • 口径大的闸阀,阻力系数为0.2~0.5;

            • 缩口闸阀阻力系数大一些。

            • 截止阀的阻力系数比闸阀大得多,一般在4~7之间。Y型截止阀(直流式)阻力系数最小,在1.5~2之间。

            • 锻钢截止阀阻力系数最大,甚至高达8。

            • 止回阀的阻力系数视结构而定:旋启式止回阀通常约为0.8~2,其中多瓣旋启式止回阀的阻力系数较大;

            • 升降式止回阀阻力系数最大,高达12。

            • 旋塞阀的阻力系数小,通常约为0.4~1.2。

            • 隔膜阀的阻力系数一般在2.3左右。

            • 蝶阀的阻力系数小,一般在0.5以内。

            • 球阀的阻力系数最小,一般在0.1左右。

            • 上述阀门的阻力系数是阀门全开状态下的数值。


            阀门通径的选用,应考虑到阀门的加工精度和尺寸偏差,以及其它因素影响。阀门通径应有一定的富裕量,一般为15%。在实际的工作中,阀门通径随工艺管线的通径而定。


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