图2-薄膜调节阀的缩流断面
为维持流体稳定地流过阀门,在截面最小的缩流断面处,流速必须是最大的。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(P=P1-P2)表示阀门中消耗的能量。
薄膜调节阀分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)如果调节阀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”。
图3-薄膜调节阀(风膜式)
很明显,高恢复气动调节阀比较容易发生气蚀,因为它的下游压力更有可能升至液体饱和蒸汽压力之上。调节阀的闪蒸和气蚀原因就说到这,之后文章我们将会接着分析它们的危害。
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