阀门相关概念.doc

1.流量特性 流量特性是反映调节阀的开度与流量的变化关系，以适应不同的系统特性的要求。 如对流量调节系统反映速度快，需对数流量特性；对温度调节系统反应速度慢，需直线流量特性。流量特性反映了调节阀的调节品质。2.流量特性选择调节阀的最佳工作流量特性应使调节系统在受到不同干扰时，仍能达到所希望的稳定性、反应速度和精度三项指标，一般选择方法：4%M W Ccontrol|控制阀|调节阀|自力式 1、一般温度、流量调节系统及主要干扰为阀前压力波动的调节系统应选择等百分比特性调节阀；2、液位调节系统及主要干扰为阀后压力波动的压力调节系统及泵的旁路调节系统应选择直线特性的调 节阀；好阀门网:B5o50V0z)X 3、给定值变化为主要干扰，则特性选择与上述选择相反； 7J4q9B/L5I-W%r!;好阀门网4、如调节阀经常工作在小开度时，宜选等百分比特性调节阀。如果调节系统很稳定，阀的工作区域较窄，阀的特性对调节质量影响很小，可任意选用。3.流量系数Kv的定义流量系数：一个与阀门的几何结构和给定行程有关的常数、用来衡量流通能力。流量系数计算单位及符号C、C、K流量系数C：温度为540的水，在1Kgf/cm2(0.1Mpa)压降下，一小时内流过调节阀的立方米数。流量系数Cv：温度为60F（15.6）的水，在1磅/平方英寸IIb/in2(7kpa)压降下，每分钟流过调节阀的美加仑数。流量系数Kv：温度为278-313K （540）的水，在0.1MPa压降下，一小时内流过调节阀的立方米数。以m3/h表示。C为工程单位制的流量系数。Cv为英制单位的流量系数。Kv为国际单位的流量系数。注：C、Cv、Kv之间的关系为Cv=1.17Kv, Kv=1.01C 数值关系为Kv1.01C0.8569Cv4.压力恢复FL 当流体流过调节阀时，可知在阀芯、阀座处由于节流作用而在附近的下游处产生一个缩流，其流体的流速最大，但静压最小。在远离缩流处，随着阀内的流通面积的增大，流体的流速减小，由于相互摩擦，部分能量转变成内能，大部分静压被恢复，形成了阀门压差。换言之，流体在节流处的压力急剧下降，并在其后的节流通道中逐渐恢复，但已经不能恢复到原来的P1 值，这便是压力恢复现象。5. 蒸汽压和饱和蒸汽压PV蒸汽压指的是在液体（或者固体）的表面存在着该物质的蒸汽，这些蒸汽对液体表面产生的压强就是该液体的蒸汽压。 比如，水的表面就有水蒸汽压，当水的蒸汽压达到水面上的气体总压的时候，水就沸腾。我们通常看到水烧开，就是在100摄氏度时水的蒸汽压等于一个大气压。蒸汽压随温度变化而变化，温度越高，蒸汽压越大，当然还和液体种类有关。一定的温度下，与同种物质的液态(或固态)处于平衡状态的蒸汽所产生的压强叫饱和蒸汽压，它随温度升高而增加。如：放在杯子里的水，会因不断蒸发变得愈来愈少。如果把纯水放在一个密闭的容器里，并抽走上方的空气。当水不断蒸发时，水面上方汽相的压力，即水的蒸汽所具有的压力就不断增加。但是，当温度一定时，汽相压力最终将稳定在一个固定的数值上，这时的汽相压力称为水在该温度下的饱和蒸汽压力。当汽相压力的数值达到饱和蒸汽压力的数值时，液相的水分子仍然不断地气化，汽相的水分子也不断地冷凝成液体，只是由于水的气化速度等于水蒸汽的冷凝速度，液体量才没有减少，气体量也没有增加，液体和气体达到平衡状态。所以，液态纯物质蒸汽所具有的压力为其饱和蒸汽压力时，汽液两相即达到了相平衡。饱和蒸汽压是物质的一个重要性质，它的大小取决于物质的本性和温度。 饱和蒸汽压越大，表示该物质越容易挥发。6. 闪蒸和空化现象当压力为P1的液体流经节流孔时，流速突然急剧增加而静压力骤然下降，当孔后压力P2达到或者低于该流体所在情况下的饱和蒸汽压Pv时部分液体就汽化成为气体，形成汽液两相共存的现象，这种现象称为闪蒸。产生闪蒸时，对阀芯等材质已开始有侵蚀破坏作用，而且影响液体计算公式的正确性，使计算复杂化。如果产生闪蒸后，P2不是保持在饱和蒸汽压以下，在离开节流孔之后又急骤上升，这时汽泡产生破裂并转化为液态，这个过程即为空化作用。7.等百分比特性： 一种固有流量特性：额定行程的等量增加会理想地产生最大流量等百分比的改变。线性特性： 一种固有流量特性，额定形成的等量增加与最大流量成正比例的增加。可以用一直线在流量特性图上表示出来。快开特性：一种固有流量特性，在等百分比很低的行程位置提供很大的流量改变。8.阻塞流 阻塞流是指不可压缩流体或可压缩流体在流过调节阀时所达到的最大流量状态。测定办法是：在固定的入口条件下，阀前压力P1保持一定而逐步降低阀后压力P2，致使流经调节阀的流量增加到一个最大的极限值，再继续降低P2，流量不再增加，这个极限流量即为阻塞流。阻塞流出现之后，流量与压差（P1-P2 ）之间的关系已不再遵循流量系数推导公式所描述的规律。9. 压差比X，临界压差比 为了描述可压缩流体的状态，引入了一个称为压差比的系数X=P/P1，即阀门压降P与入口压力P1的比称为压差比。若以空气作为试验流体，对于一个特定的调节阀，当产生阻塞流时，其压差比是一个固定常数，称为临界压差比，用XT表示。产生闪蒸的临界压差就是产生阻塞流的临界压差。10.雷诺数Reynolds number雷诺数Re是表明流体在管道内流动状态的无量纲数。管内流体流动的特性取决于四种参数（管径、液体的黏度、密度和速度）的综合作用。由雷诺数的大小可以判断流体的流动状态时层流还是紊流。流量系数Kv是在适当的雷诺数、紊流情况下测定的。随着雷诺数的增大，Kv值变化不大，然而当雷诺数减小时，有效地Kv值会变小。对于雷诺数偏低的流体（Re小于104），需要进行校正。流体力学中表征粘性影响的相似准数。记作Re。RevL，、为流体密度和粘度，v、L为流场的特征速度和特征长度。11.两相流 通过调节阀的介质为气体和液体的两相混合流，称为两相流体。两相流体的流量系数计算的前提是：气（汽）、液两相介质必须均匀混合，而且其中每一单相流体均未达到阻塞流条件。12. 临界状态纯物质的气、液两相平衡共存的极限热力状态。在此状态时,饱和液体与饱和蒸气的热力状态参数相同,气液之间的分界面消失,因而没有表面张力,气化潜热为零。处于临界状态的温度、压力和比容，分别称为临界温度、临界压力和临界比容。例如，水的临界温度T=647.30K、临界压力Tc=22.1287兆帕、临界比容vc=0.00317立方米/千克。在气、液两相平衡共存的范围内,包括临界点,其定压比热容、容积热膨胀系数、等温压缩系数和绝热指数均趋于无限大。13.临界压力 临界压力（critical pressure）是物质处于临界状态下的压力。这压力也就是液体在临界温度时的饱和蒸汽压。14. 什么叫湿饱和蒸汽、干饱和蒸汽、过热蒸汽和过饱和蒸汽？饱和状态当液体在有限的密闭空间中蒸发时，液体分子通过液面进入上面空间，成为蒸汽分子。由于蒸汽分子处于紊乱的热运动之中，它们相互碰撞，并和容器壁以及液面发生碰撞，在和液面碰撞时，有的分子则被液体分子所吸引，而重新返回液体中成为液体分子。开始蒸发时，进入空间的分子数目多于返回液体中分子的数目，随着蒸发的继续进行，空间蒸汽分子的密度不断增大，因而返回液体中的分子数目也增多。当单位时间内进入空间的分子数目与返回液体中的分子数目相等时，则蒸发与凝结处于动平衡状态，这时虽然蒸发和凝结仍在进行，但空间中蒸汽分子的密度不再增大，此时的状态称为饱和状态。湿饱和蒸汽对饱和水加热，水定压汽化（沸腾），部分饱和水变成饱和蒸汽，饱和水与饱和蒸汽具有相同的饱和温度，且在整个汽化过程中维持不变这种饱和水与饱和蒸汽共存的状态称为湿饱和蒸汽，此时的水蒸汽统称为湿饱和蒸汽干饱和蒸汽随着定压加热的继续，汽化不断进行，饱和水量越来越少，饱和蒸汽量越来越多，直至最后一滴饱和水汽化完毕，此时水蒸气所处的状态称为干饱和蒸汽状态，此时的水蒸气称为干饱和蒸汽过热蒸汽对干饱和蒸汽加热，蒸汽的温度升高，其比容随着增大当水蒸气的温度高于其压力对应的饱和温度时，水蒸气所处的状态称为过热蒸汽状态，此时的水蒸气称为过热蒸汽过饱和蒸汽指已超过系统温度下的饱和蒸汽压，应当凝结而未凝结的蒸汽。其原因是，蒸汽开始凝结之初形成的微小液滴（新相）曲率极小，而弯曲液面上的蒸汽压与其曲率半径成反比（由Kelvin公式定量描述），即与微小液滴达平衡的蒸汽压（即饱和蒸汽压）比通常液体要大，蒸汽的压力对通常液体已达饱和状态时，对微小液滴却未达饱和状态，因而微小液滴不能生成，系统以过饱和蒸汽的形式存在，处于介稳状态。 从化学势或自由能的角度看，过饱和蒸汽的化学势（或自由能）大于通常情况下该液体的化学势（或自由能），应该有自发凝结的趋势，但由于其化学势（或自由能）小于微小液滴，故不能凝结。（）如果在过饱和蒸汽中加入水雾或固体颗粒，使新相开始生成时即有较大的曲率半径，则过饱和蒸汽将迅速凝结，介稳状态立刻破坏。这就是人工降雨的原理。15.允许压差、允许关闭压差 阀门配置的执行机构规格确定的情况下，阀门的开度在任意位置时，允许阀门前后最大的压力差叫允许压差。阀门在关闭时允许的最大压力差叫允许关闭压差。由于流体的冲击力的影响，一般允许关闭压差较允许压差值大。16.可调比R 阀门最大可控流量与最小可控流量的比叫可调比，可调比也称可调范围R=Qmax/QminR越大，调节流量的范围越宽，性能指标越好。通常阀的R=30，有的阀可达到50、100或者200。17.阀阻比（或称压降比）s S=PVMIN/PS PVMIN调节阀全开时阀前后的压差， Ps系统压差S即为调节阀全开时阀前后压差与阀系统总压差之比，称其为阀阻比，也称为压降比。18. 什么是流体？什么是可压缩流体与不可压缩流体？一切物质都是由分子组成的。在相同的体积中，气体和液体的分子数目要比固体少得多，分子间的空隙就比较大，因此，分子之间的内聚力小，分子运动剧烈。这就决定了气体和液体不能保持固定的形状而具有流动性，所以，我们称气体和液体为流体。在一定温度下，流体的体积随压力升高而缩小的性质，称为流体的可压缩性。流体压缩性的大小用压缩系数K表示。它的意义是当温度不变时，单位压力增量所引起流体体积的相对缩小量。液体的压缩系数很小，故一般称液体为不可压缩流体。温度与压力的改变，对气体体积影响很大。由热力学可知，当温度不变时，气体的体积与压力成反比，即压力增加一倍，体积缩小为原来的一半。由于压力变化对气体体积影响明显，故一般称气体为可压缩流体。19.三相点(1)定义 一般指的是，各种化学性质稳定的纯物质处于固、液、气三个相(态)，在平衡共存时的三条平衡线的交点。三相共存时具有固定的温度和压强。(2)说明所谓相，是指在某一系统中，具有相同成分及相同物理、化学性质的均匀物质部分。各相之间有显明的界面。如有冰、水组成的混合物，冰是一个相，水又是一个相，共有两个相。而酒精可以溶解于水，水和酒精的混和物却只有一个相。又如两块晶形相同的硫黄是一个相，而两块晶形不同的硫黄(如斜方晶形和单斜晶形)则是两个相。不同的相之间的相互转变叫做相变。相变是十分普遍的物理过程。物态变化就是一种相变过程。例如，固体、液体之间的物态变化过程就是物质 从固相转变为液相(熔解)或液相转变为固相(凝固)的过程。在熔点时，固、液两相平衡共存。如果低于熔点，物质就以固相存在；如果高于熔点，物质就以液相存在。因此在p-T图中，画出熔点和压强的关系曲线OL(熔解曲线)就可以表示固、液两相存在的区域。在OL的左方是固相存在的区域，OL和汽化曲线OK(气相和液相平衡共存的相平衡曲线)之间，是液相存在的区域(如图)，OL与0K的交点O叫做三相点。这一点既在熔解曲线上，又在汽化曲线上，因此三相可以平衡共存。各种物质，处在三相点时都具有固定的温度和压强。如水的三相点温度为0.01，压强为4.58mmHg。20.比重比重 specific gravity 也称相对密度，固体和液体的比重是该物质的密度与在标准大气压，3.98时纯H2O下的密度（999.972 kg/m3）的比值。对于气体是指气体的分子量同空气的分子量 (28.9644)的比值。液体或固体的比重说明了它们在另一种流体中是下沉还是漂浮。比重是无量纲量,一般情形下随温度、压力而变。比重简写为s.g. 密度是有量纲的量，比重是无量纲量。物质的重量和4时同体积纯水的重量的比值，叫做该物质的比重。一种事物在整体中所占的分量：我国工业在整个国民经济中的逐年增长。 补充：中国在有些书籍中，把单位体积内所含物质的重量也译成比重。它大体也能指示物体在水中的沉或浮，现在通称它为单位体积重量，可用符号表示。和s.g.有所不同。和密度之间的关系为g,式中g为该地的重力加速度。g 随地区和高度不同而变化,所以也随着变化。21.蒸汽蒸汽是水的汽态表现形式。产生蒸汽需要把水加热至沸腾点，如果继续加热则沸腾水变为蒸汽。蒸汽其实就是气体，是常温下为液态的物质蒸发出来的气体，例如水蒸汽，酒精蒸汽等。氧气就不能叫蒸汽，因为氧气常温下不是液体。22. 气体绝热指数（比热容比）若流体工质在状态变化的某一过程中不与外界发生热交换，则该过程就称为绝热过程用节流孔板测量气体流量时，流体流过节流孔板时发生的状态变化，可近似地认为是一绝热过程