調(diào)節(jié)閥流向選擇分析
摘要：文章就工程上調(diào)節(jié)閥流向的選擇存在的誤區(qū)這一問題作了較詳細(xì)的分析和解釋。
關(guān)鍵詞：調(diào)節(jié)閥；流向選擇；分析
通常在工程中對(duì)調(diào)節(jié)閥流向的要求有 3 種：① 對(duì)流向不作要求，如球閥、普通蝶閥的流動(dòng)；② 對(duì)流向有嚴(yán)格的要求，規(guī)定后一般不能變動(dòng)，如三通閥、文丘里角閥、雙密封帶平衡孔的套筒閥；③ 根據(jù)工藝條件，使用者自己選擇合理的流向，如單座閥、角形閥、高壓閥、無平衡孔的單密封套筒閥、小流量調(diào)節(jié)閥等。針對(duì)第 ③ 種情況閥流向的確定，工程中存在誤區(qū)，如角型閥，一般認(rèn)為介質(zhì)流為底進(jìn)側(cè)出。針對(duì)這一誤區(qū)，文章作了一些分析。
1 流向?qū)φ{(diào)節(jié)閥工作性能的影響
介質(zhì)流向的改變，使調(diào)節(jié)閥前后壓力對(duì)換，導(dǎo)致不平衡力的作用效果發(fā)生了改變。同時(shí)介質(zhì)對(duì)閥芯的擾流方向改變，使流向發(fā)生變化，導(dǎo)致流體的阻力不同。
1.1 Fl 作用方向改變時(shí)調(diào)節(jié)閥工作性能的影響
對(duì)于 ds
（l）對(duì)穩(wěn)定性的影響：“-”Fl 時(shí)閥穩(wěn)定；“+”Fl 時(shí)閥穩(wěn)定差。
（2）對(duì)閥芯密封性的影響：“-”Fl 時(shí)，閥芯密封力 F0=F-Fl，密封力小，密封性能差；“+”Fl 時(shí)，不平衡力本身是將閥芯壓閉的，增加了密封比壓，所以密封性能好。
（3）對(duì)許用壓力、許用壓差的影響：流向的改變，使閥桿端壓力為 P1（流閉型）或 P2（流開型），前者不平衡力比后者小，使許用壓力、許用壓差改變，P1 只在閥桿端比 P2 在閥桿端大（ds
1.2 流體阻力改變時(shí)調(diào)節(jié)閥工作性能的影響
從流體力學(xué)分析，可知流閉型限力比流開型小，原因在于流閉型產(chǎn)生的渦流區(qū)遠(yuǎn)小于流開型產(chǎn)生的渦流區(qū)，因此流閉型的阻力小于流開型的阻力，導(dǎo)致流閉型的流量系數(shù)比流開型大。另外，因這一判別主要發(fā)生在大開度上，它可以補(bǔ)償 S 值影響，也就是說，流閉型大開度流量增加，適當(dāng)?shù)販p小廠特性曲線的畸變。
1.3 流動(dòng)方向改變對(duì)調(diào)節(jié)閥使用壽命的彩響
介質(zhì)流動(dòng)方向的改變，直接改變了介質(zhì)對(duì)調(diào)節(jié)的閥芯和閥座的沖刷和氣蝕作用。對(duì)流開型而言，介質(zhì)從閥芯尖的一頭往大的一端流動(dòng)，沖刷和氣蝕直接作用在密封面上，且當(dāng)介質(zhì)流過節(jié)流口后，流速會(huì)突然減慢，壓力急劇回升，因此氣蝕作用強(qiáng)，致使密封面很快被破壞，故流開型使用壽命短，見圖 1(a) 所示。對(duì)流閉型，與上述情況相反，氣蝕和沖刷主要作用在密封面下面。同時(shí)，介質(zhì)需要流經(jīng)閥座后才突然擴(kuò)大使壓力回升。因此，在流經(jīng)閥座通道過程中，相當(dāng)于逐步擴(kuò)大，壓力恢復(fù)慢，減少了氣蝕的破壞。故流閉型使用壽命長(zhǎng)，見圖 l(b) 所示。
圖 1 調(diào)節(jié)閥的兩種流動(dòng)形式
1.4 不同流向時(shí)調(diào)節(jié)間“自凈”性能的影響
角形調(diào)節(jié)閥選流閉型時(shí)，介質(zhì)側(cè)進(jìn)底出，有沖刷和“清洗”的作用，故具有較好的“自凈”作用；而流開型，介質(zhì)底進(jìn)側(cè)出，介質(zhì)中的沉淀物易堆積在上溶腔死區(qū)內(nèi)，造成堵塞現(xiàn)象，故“自潔”作用較差。所以在易堵塞場(chǎng)合下選用流閉型的調(diào)節(jié)悶比較合理。
2 調(diào)節(jié)閣流向的選擇原則
綜合流向?qū)φ{(diào)節(jié)閥工作性能的影響，列于《表 1》，作為調(diào)節(jié)閥流向選擇的依據(jù)之一。從《表 1》可以看出，兩種流向各有利弊，因此實(shí)際選擇時(shí)，應(yīng)具體問題具體分析，根據(jù)實(shí)際情況來選擇。
3 結(jié)論
由此得出，工程中調(diào)節(jié)閥的流向選擇，要根據(jù)實(shí)際情況選擇最為合理的介質(zhì)流向。
文中符號(hào)說明：
P1——閥前壓力；
P2——閥后壓力；
FL——壓力恢復(fù)系數(shù)；
Ae——膜片有效面積；
ds——閥桿直徑；
dg一閥座直徑；
Pr——彈簧的臨界壓力；
S——壓降分配比；
Fl——閥關(guān)閉時(shí)閥芯所受的不平衡力；
“-”——表示不平衡力的作用方向是將閥芯頂開的；
“+”——表示不平衡力的作用方向是將閥芯壓閉的。
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