節流孔板管道的前後壓差較大時,往往采用增加節流孔板的方式,其原理是:流體在管道中流動時,由於孔板的局部阻力,使得流體的壓力降低,能量損耗,該現象在熱力學上稱為節流現象。該方式比采用調節閥要簡單,但必須選擇得當,否則,液體容易產生汽蝕現象,影響管道的安全運行。
節流孔板作用
節流孔板的作用,就是在管道的適當地方將孔徑變小,當液體經過縮口,流束會變細或收縮。流束的最小橫斷麵出現在實際縮口的下遊,稱為縮流斷麵。在縮流斷麵處,流速是最大的,流速的增加伴隨著縮流斷麵處壓力的大大降低。當流束擴展進入更大的區域,速度下降,壓力增加,但下遊壓力不會完全恢複到上遊的壓力,這是由於較大內部紊流和能量消耗的結果。如果縮流斷麵處的壓力pvc降到液體對應溫度下的飽和蒸汽壓力pv以下,流束中就有蒸汽及溶解在水中的氣體逸出,形成蒸汽與氣體混合的小汽泡,壓力越低,汽泡越多。如果孔板下遊的壓力p2仍低於液體的飽和蒸汽壓力,汽泡將在下遊的管道繼續產生,液汽兩相混合存在,這種現象就是閃蒸。如果下遊壓力恢複到高於液體的飽和蒸汽壓力,汽泡在高壓的作用下,迅速凝結而破裂,在汽泡破裂的瞬間,產生局部空穴,高壓水以極高的速度流向這些原汽泡占有的空間,形成一個衝擊力。由於汽泡中的氣體和蒸汽來不及在瞬間全部溶解和凝結,在衝擊力作用下又分成小汽泡,再被高壓水壓縮、凝結,如此形成多次反複,並產生一種類似於日皮视频在线观看可以想象的砂石流過管道的噪音,此種現象稱為空化(見圖2)。流道材料表麵在水擊壓力作用下,形成疲勞而遭到嚴重破壞。日皮视频在线观看把汽泡的形成、發展和破裂以致材料受到破壞的全部過程稱為汽蝕現象。
節流孔板閃蒸和空化
閃蒸和空化的主要區別在於汽泡是否破裂。存在閃蒸現象的係統管道,由於介質為汽水兩相流,介質比容和流速成倍增加,衝刷表麵磨損相當厲害,其表現為衝刷麵有平滑拋光的外形。閃蒸也產生噪音和振動,但其聲級值一般為80 dB以下,不超出規範規定的許可範圍。空化則不然,汽泡破裂和高速衝擊會引起嚴重的噪音,管道振動大,在流道表麵極微小的麵積上,衝擊力形成的壓力可高達幾百甚至上千兆帕,衝擊頻率可達每秒幾萬次,在短時間內就可能引起衝刷麵的嚴重損壞,其表現為衝刷麵會產生類似於煤渣的粗糟表麵。而且,由液體中逸出的氧氣等活性氣體,借助汽泡凝結時放出熱量,也會對金屬起化學腐蝕作用。
不管是閃蒸還是空化,都會對管道造成不同程度的損害,對安全運行均是不利的,因此,選擇節流孔板時應避免這兩種情況的發生。由於孔板下遊的壓力往往高於液體的飽和蒸汽壓力,因此,選擇節流孔板時,最主要是防止空化的產生。
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