调节阀气蚀现象如何解决
汽蚀现象及解决方案
汽蚀现象及解决方案1. 汽蚀现象的定义和原因汽蚀是指在液体流动过程中，由于液体中的气体在流体中的运动速度突然增加而形成的气泡，随后气泡瞬间坍塌产生的冲击波，对流体所接触的表面造成破坏的现象。
汽蚀通常发生在高速液体流动的情况下，如泵、阀门、管道等设备。
汽蚀的主要原因有以下几点：- 流体速度过大：当流体速度超过一定阈值时，会引起局部压力降低，使液体中的气体析出形成气泡。
- 流体压力降低：当流体通过管道或设备时，由于几何形状的变化或液体流动的摩擦损失，会导致流体压力降低，从而引起汽蚀现象。
- 液体中的气体含量过高：液体中溶解的气体含量过高，容易在流动过程中析出气泡，从而引起汽蚀。
2. 汽蚀的危害和影响汽蚀对设备和系统的正常运行会产生严重的危害和影响，主要包括以下几个方面：- 设备磨损和损坏：汽蚀会导致设备表面产生冲击波，造成局部磨损和损坏，降低设备的使用寿命。
- 流体泄漏：汽蚀会导致设备密封不良，使流体发生泄漏，增加维护和修复的成本。
- 流体性能下降：汽蚀会使流体中的气体析出，导致流体性能下降，影响设备的正常运行和工艺效果。
- 安全隐患：汽蚀可能导致设备失效，引发事故，对人员和环境造成威胁。
3. 汽蚀的解决方案为了解决汽蚀问题，需要采取一系列的措施来减少或消除汽蚀的发生。
3.1 设备和管道的设计优化- 设备的几何形状应合理选择，避免出现急剧的减速或加速，减少流体的压力降低。
- 管道应采用光滑的内壁，减小流体的摩擦阻力，降低流体速度。
- 在管道中设置适当的弯头和扩散器，减小流体速度的变化。
3.2 流体的处理和控制- 控制流体的速度，避免超过临界速度，可以通过调整流量和阀门的开度来实现。
- 降低液体中的气体含量，可以通过适当的排气和除气装置来实现。
- 提高液体的温度，可以减少液体中的气体溶解度，降低气泡形成的可能性。
3.3 使用抗汽蚀材料和涂层- 选择抗汽蚀性能良好的材料，如不锈钢、耐蚀合金等，可以提高设备的抗汽蚀能力。
汽蚀现象与解决方案
汽蚀现象与解决方案1. 汽蚀现象概述汽蚀是指在液体中存在高速流动时，由于压力下降而导致液体沸腾并产生气泡，气泡随后瞬间坍塌，产生高温和高压冲击波，对设备和管道造成损坏的现象。
汽蚀常出现在液体泵、阀门、喷嘴、换热器等设备中，对设备的安全运行和寿命造成严重影响。
2. 汽蚀的原因2.1 高速流动：当液体流速超过一定阈值时，液体内部的压力会下降，从而导致汽蚀现象的发生。
2.2 压力差：液体在流动过程中，如果存在较大的压力差，会加剧汽蚀的发生。
2.3 液体性质：液体的物理性质，如粘度、密度等，也会影响汽蚀的产生。
3. 汽蚀的危害3.1 设备损坏：汽蚀会导致设备内部产生冲击波，对设备的内部结构和材料造成损坏，降低设备的寿命。
3.2 泄漏风险：汽蚀会使设备内部产生高温和高压，增加设备泄漏的风险，对工作环境和人员安全构成威胁。
3.3 运行不稳定：汽蚀会导致液体流动不稳定，影响设备的正常运行和工艺流程。
4. 汽蚀的解决方案4.1 提高液体压力：通过增加液体的供给压力，可以有效降低液体的汽蚀倾向，减少汽蚀现象的发生。
4.2 降低液体流速：通过减小液体的流速，可以降低液体的压力下降速度，从而减少汽蚀的发生。
4.3 更换材料：选择耐蚀性和抗蚀性好的材料，能够减少汽蚀对设备的损害。
4.4 优化设备结构：通过改变设备的结构和流道设计，减少液体流动的阻力，降低液体的压力下降速度，从而减少汽蚀的发生。
4.5 定期维护：定期检查设备的运行状态和液体供给系统，及时清洗和更换设备内部的堵塞物，保证设备的正常运行。
5. 汽蚀的预防措施5.1 设备选择：在选购设备时，应选择具有抗汽蚀性能的设备，以降低汽蚀的发生。
5.2 设备安装：正确安装设备，保证设备的密封性和稳定性，减少液体流动的阻力，降低汽蚀的发生。
5.3 液体监测：对液体的流速、温度、压力等参数进行监测，及时发现液体流动异常，采取相应措施。
5.4 增加冷却：对设备进行冷却处理，降低液体温度，减少汽蚀的发生。
汽蚀现象及解决方案
汽蚀现象及解决方案一、汽蚀现象的定义和原因汽蚀是指液体在高速流动时，由于压力降低而发生沸腾，形成气泡，然后在高压区域瞬间坍塌，造成金属表面的冲刷和腐蚀现象。
汽蚀现象通常发生在液体流动速度较高的设备中，如泵、阀门、喷嘴等。
汽蚀现象的主要原因有以下几点：1. 流体速度过高：当流体速度超过某一临界值时，会导致压力降低，形成气泡，从而引发汽蚀现象。
2. 流体中存在气体：流体中存在气体，会增加气泡形成的可能性，进一步加剧汽蚀现象。
3. 流体温度过高：高温流体容易产生气泡，从而加剧汽蚀现象的发生。
4. 流体中存在固体颗粒：固体颗粒会增加流体的摩擦力，进一步加剧汽蚀现象。
二、汽蚀现象的危害汽蚀现象对设备和系统的运行会带来一系列的危害，包括但不限于以下几点：1. 金属表面的冲刷和腐蚀：汽蚀会导致金属表面的冲刷和腐蚀，降低设备的使用寿命。
2. 设备性能下降：汽蚀会导致设备的流量、压力等性能指标下降，影响设备的正常运行。
3. 噪音和振动：汽蚀过程中气泡的坍塌会产生噪音和振动，影响设备的工作环境和正常运行。
4. 故障和停机：汽蚀严重时，可能导致设备故障和停机，给生产和工艺带来严重影响。
三、汽蚀现象的解决方案针对汽蚀现象，可以采取以下解决方案来减轻或消除汽蚀的影响：1. 降低流体速度：通过减小管道直径、增加管道长度、增加阻力等方式，降低流体速度，避免超过临界速度。
2. 增加压力：通过增加泵的出口压力、增加系统的进口压力等方式，提高流体的压力，减少汽蚀的发生。
3. 消除气体：通过增加排气装置、增加气体分离器等方式，消除流体中的气体，降低气泡形成的可能性。
4. 降低流体温度：通过增加冷却装置、降低流体温度等方式，减少气泡的形成，减轻汽蚀的影响。
5. 过滤固体颗粒：通过增加过滤器、清洗管道等方式，减少流体中的固体颗粒，降低摩擦力，减轻汽蚀的发生。
四、汽蚀现象的预防措施除了以上解决方案外，还可以采取以下预防措施来有效预防汽蚀现象的发生：1. 设计合理的管道系统：合理设计管道的直径、长度、弯头等参数，避免流体速度过高。
汽蚀现象及解决方案
汽蚀现象及解决方案一、引言汽蚀是指在液体流动中，由于液体流速过大或者压力降过大，使液体中的气体被抽出并形成气泡，然后在高压区域瞬间崩溃，产生冲击力，对设备和管道造成伤害的现象。
本文将详细介绍汽蚀的原因、表现以及解决方案。
二、汽蚀的原因1. 过高的流速：当液体流速过高时，流体中的压力降低，会导致液体中的气体被抽出形成气泡，进而引起汽蚀现象。
2. 压力降低：当管道中存在蓦地收缩、弯曲或者阀门开度过大等情况时，会造成压力降低，增加汽蚀的风险。
3. 气体溶解度：液体中溶解的气体在压力降低时会析出，形成气泡，加剧汽蚀的程度。
4. 液体温度：液体温度升高会降低液体的气体溶解度，增加汽蚀的可能性。
5. 液体粘度：液体粘度过大会增加液体流动的阻力，使流速增大，从而增加汽蚀的风险。
三、汽蚀的表现1. 声音异常：汽蚀时，会发出噪音，类似于沸腾的声音。
2. 气泡现象：在液体中可以观察到大量气泡的产生和崩溃。
3. 设备磨损：汽蚀会引起设备表面的磨损，甚至导致设备的损坏。
4. 流量减小：由于汽蚀现象的存在，液体流动受阻，导致流量减小。
四、解决方案1. 降低流速：通过增加管道直径、减小流速等方式，降低液体的流速，减少汽蚀的风险。
2. 改善管道设计：合理设计管道，避免蓦地收缩、弯曲等情况，减少压力降低的可能性。
3. 优化阀门控制：减小阀门开度，避免过大的压力降低，降低汽蚀的风险。
4. 控制液体温度：根据液体的特性，控制液体的温度，避免液体温度过高导致汽蚀。
5. 使用抗汽蚀材料：选择抗汽蚀性能好的材料，如不锈钢、耐蚀合金等，减少设备的损坏。
6. 增加液体的气体溶解度：通过增加液体中的气体溶解度，可以减少气泡的形成，降低汽蚀的风险。
五、结论汽蚀是液体流动中常见的问题，如果不及时解决，会对设备和管道造成严重伤害。
通过降低流速、改善管道设计、优化阀门控制、控制液体温度、使用抗汽蚀材料以及增加液体的气体溶解度等措施，可以有效地解决汽蚀问题，保证设备和管道的正常运行。
汽蚀现象及解决方案
汽蚀现象及解决方案汽蚀是指流动介质中气泡在高压区域形成，然后突然破裂，引起瞬时的冲击波和局部高温，给设备和管道表面带来损伤的现象。
汽蚀问题会加速设备的磨损，降低其寿命，甚至导致设备故障，因此需要采取相应的解决方案。
解决汽蚀问题的方法主要包括以下几个方面：1.降低压力和流速：汽蚀主要发生在压力差较大和流速较高的区域，因此降低压力和流速可以有效减少汽蚀现象的发生。
可以通过增加管道的直径或者增加管道的数量来减少流速，同时可以通过增加阀门或者调整开启程度来降低压力。
2.增加系统的冷却和润滑：高温是引起汽蚀问题的原因之一，因此可以通过增加降温和润滑措施来减少汽蚀现象的发生。
可以增加冷却器或者加装风扇来降低设备表面的温度，同时在设备和管道表面涂覆一层润滑剂，减少摩擦和磨损。
3.选择合适的材料和涂层：汽蚀问题通常会导致设备和管道的表面受损，因此选择耐腐蚀和耐磨损的材料可以减轻汽蚀带来的损害。
例如，在金属表面涂覆一层耐腐蚀的涂层，或者使用特殊的金属材料，如钛合金或不锈钢，可以增加设备的使用寿命。
4.定期检查和维护：定期检查设备和管道的状态，及时清除积聚的污垢和堵塞物，可以减少汽蚀问题的发生。
同时，定期更换磨损严重的零部件，修复损坏的表面，可以延长设备的使用寿命。
5.使用减压阀和冲击消除器：减压阀可以帮助控制系统的压力，在压力突然增大时起到缓冲的作用，避免产生汽蚀现象。
冲击消除器可以吸收压力冲击波的能量，减少对设备和管道表面的冲击，从而降低汽蚀的风险。
总之，汽蚀问题对设备和管道的正常运行会产生很大的影响，因此需要采取相应的措施来解决。
通过降低压力和流速、增加冷却和润滑、选择合适的材料和涂层、定期检查和维护以及使用减压阀和冲击消除器等方法可以有效减少汽蚀现象，并延长设备的使用寿命。
调节阀产生气蚀的原因及解决办法
调节阀产生气蚀的原因及解决办法一、阀门气蚀原因气蚀是材料在液体的压力和温度达到临界值时产生破坏的一种形式。
当液体通过节流孔时，流体流道面积的缩小导致流速迅速增加，速度的增加，产生了速度和压力之间的能量转换，流体压力下降。
压力在节流孔下游侧附近达到最低值，这时其速度最大，压力最小。
当该处的压力Pvc 低于液体蒸汽压Pv 且阀门下游压力P2 高于液体蒸汽压Pv 时，就会发生气蚀。
根据伯努利方程，流速越高压力越小。
根据热力学原理，压力小则液体的沸点降低，同时液体里能够溶解的气体也会变少。
在某些流动中，由于速度特别快，压力迅速下降，导致液体中溶解的气体析出，更进一步液体会沸腾。
这样就产生了气泡。
气泡会阻塞流动，导致速度降低，压力回升，于是气体变成了液体，气泡破解。
没有气泡阻塞，则流体流速加快，又产生气泡。
这种循环往复会产生巨大的压力波动对于材料表面特别容易产生疲劳，并导致设备损坏。
气蚀分为闪蒸和空化两个阶段。
物质的沸点随着压力的增大而升高，饱和高压液体减压后其沸点降低，这时液体温度高于减压后压力下的沸点，迅速沸腾汽化。
a) 闪蒸就是指高压的饱和液体进入经过减压后由于压力的突然降低使得这些饱和液体变成一部分的减压后压力下的饱和蒸汽和饱和液，产生气泡；b) 而当下游液体压力又升回来且高于饱和压力时，升高的压力压缩气泡，使其破灭，气泡形成、发展和破灭的过程称为空化。
二、阀门气蚀危害在空化过程中饱和气泡不再存在，而是迅速爆破变回液态，由于气泡的体积大多比相同的液体体积大，所以说气泡的爆破是从大体积像小体积的转变。
气蚀过程中气泡破裂时所有的能量集中在破裂点上，产生几千牛顿的冲击力，冲击力的压力高达2000Mpa，大大超过了大部分金属材料的疲劳破坏极限。
闪蒸产生侵蚀破坏作用，在零件表面形成光滑的磨痕，而气蚀如果砂子喷在零件表面一样，将零件表层撕裂，形成粗糙的渣孔般的外表面。
在高压差恶劣条件下，容易造成阀内件损坏，发生泄漏，同时气蚀过程中，空化时气泡破裂释放出巨大的能量，引起内部零件的振动，产生高达10KHZ的噪声，气泡越多，噪声越严重。
调节阀气蚀现象的分析及改进措施
调节阀气蚀现象的分析及改进措施1、概述调节阀作为自动控制调节系统中的执行部件，在现代工业生产中得到广泛应用，其控制及通讯方式随着计算机及总线新技术的应用而发生了根本性的转变，大大提高了控制的准确度及可靠性。
但在高温高压工况使用过程中，管道流体往往因设备结构设计、安装或工艺参数设计不当等原因而产生气蚀，对调节阀内件造成严重的损伤，同时引起整个系统的振动及噪声，严重影响调节阀的使用寿命及控制系统的精确性，给工业生产带来很大的隐患。
2、气蚀机理气蚀是一种水力流动现象，气蚀的直接原因是管道流体因阻力的突变产生了闪蒸及空化。
在工艺系统中调节阀属节流部件，起变阻力元件的作用，其核心是一个可移动的阀瓣与不动的阀座之间形成的节流窗口，改变阀瓣位置就可改变调节阀的阻力特性，进而改变整个工艺系统的阻力特性。
在高压差（△p>2.5MPa）时，调节阀的调节过程就是阻力的突变过程，此过程极易产生气蚀。
为便于分析，将调节阀的节流过程模拟为节流孔调节式。
可以看出进口压力为p1，流速为V1的流体流经节流孔时，流速突然急剧增加，根据流体能量守恒定律，流速增加静压力便骤然下降。
当出口压力p2达到或者低于该流体所在情况下的饱和蒸汽压pv时，部分液体就汽化为气体，形成气液两相共存的现象，此既为闪蒸的形成。
如果产生闪蒸之后，p2不是保持在饱和蒸汽压之下，在离开节流孔后随着流道截面的增大流速相应减小，阀后压力急骤上升。
升高的压力压缩闪蒸产生的气泡，气泡由圆形变为椭圆形，随后达到临界尺寸的气泡上游表面开始变平，然后突然爆裂。
所有的能量集中在破裂点上，产生巨大的冲击力，其强度可达几千牛顿。
此冲击力冲撞在阀瓣、阀座和阀体上，使其表面产生塑性变形，形成一个个粗糙的蜂窝渣孔，这便是气蚀形成的过程。
气蚀现象不仅仅存在于高压差的调节阀内部，在工业生产的很多领域都存在此现象。
3、防止气蚀的措施3.1、类型选择从分析可以看出，产生气蚀是因为发生了空化，而发生空化的原因是节流引起了压力的突变，因此应避免空化的产生。
调节阀的气蚀及防护
调节阀的气蚀及防护1 概述随着国民经济的高速发展和计算机自动化控制技术的广泛应用，对自动控制阀门的需求越来越多。
自动控制阀门是现代工业生产和物料输送中阀门发展的大趋势，据统计，在石油化工装置中，自动控制阀门已占阀门总数70%以上。
调节阀是自动控制阀门之一，通过调节系统的介质流量达到工艺过程的控制作用。
调节阀在流量调节过程中不可避免会产生气蚀，使阀门过早失效，严重的将危害系统安全运行。
2 气蚀的产生及危害气蚀是材料在液体的压力和温度达到临界值时产生破坏的一种形式。
当液体通过节流孔时，流体流道面积的缩小导致流速迅速增加，速度的增加，产生了速度和压力之间的能量转换，流体压力下降。
压力在节流孔下游侧附近达到最低值，这时其速度最大，压力最小。
当该处的压力Pvc 低于液体蒸汽压Pv且阀门下游压力P2高于液体蒸汽压时，就会发生气蚀(图1)。
气蚀产生时Pvc <Pv<P2式中Pvc——节流孔处的压力，MPaP2——阀门下游压力，MPaPv——液体蒸汽压，MPa气蚀一般出现在两个阶段。
首先，当液体压力低于液体蒸汽压时，在液体中形成蒸汽泡，由液体携带气泡的边缘层向下游移动。
其次，如果出口压力大于液体蒸汽压力，气泡就会破裂或爆破，同时产生巨大的压力冲击波，并通过液体向外传播，集中撞击管道壁和阀内零件，冲击到相近的金属表面上。
气泡破裂对金属表面的冲击类似于微流喷射，它能以104MPa的压力，振动和碰撞管壁。
在液体内，当气泡远离金属表面破裂时，产生球形压力波，此时，碰撞压力约为103MPa，且微流喷射的影响未达到金属固体壁。
如果气泡接近金属表面破裂，微流喷射将直接冲击金属表面。
由于冲击波反复冲击，导致金属表面疲劳、撕裂和其他缺陷。
气蚀损坏表现为金属表面凹凸不平和多孔现象。
如果阀门出口压力低于液体蒸汽压时，蒸汽气泡不会破裂，液体以气液两相混合状态存在，液流速度将继续增大，这种状态称为闪蒸(图2)。
闪蒸并不是一个主要问题，其损害与气蚀不同，通常选用抗冲蚀的阀体和阀瓣材料，限制阀门出口流速，可大大降低和消除，延长调节阀的使用寿命。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
调节阀的气蚀现象受到阀门用材料、流体、力学、结构和介质等多种因素的影响,通过合理的选择,精确的计算,以及阀门新技术和新结构的应用,气蚀现象会在生产中得到更好的解决。
1、概述
调节阀作为自动控制调节系统中的执行部件,在现代工业生产中得到广泛应用,其控制及通讯方式随着计算机及总线新技术的应用而发生了根本性的转变,大大提高了控制的准确度及可靠性。
但在高温高压工况使用过程中,管道流体往往因设备结构设计、安装或工艺参数设计不当等原因而产生气蚀,对调节阀内件造成严重的损伤,同时引起整个系统的振动及噪声,严重影响调节阀的使用寿命及控制系统的精确性,给工业生产带来很大的隐患。
2、气蚀机理
气蚀是一种水力流动现象,气蚀的直接原因是管道流体因阻力的突变产生了闪蒸及空化。
在工艺系统中调节阀属节流部件,起变阻力元件的作用,其核心是一个可移动的阀瓣与不动的阀座之间形成的节流窗口,改变阀瓣位置就可改变调节阀的阻力特性,进而改变整个工艺系统的阻力特性。
在高压差(△p>2.5MPa)时,调节阀的调节过程就是阻力的突变过程,此过程极易产生气蚀。
为便于分析,将调节阀的节流过程模拟为节流孔调节式
可以看出进口压力为p1,流速为V1的流体流经节流孔时,流速突然急剧增加,根据流体能量守恒定律,流速增加静压力便骤然下降。
当出口压力p2达到或者低于该流体所在情况下的饱和蒸汽压pv时,部分液体就汽化为气体,形成气液两相共存的现象,此既为闪蒸的形成。
如果产生闪蒸之后,p2不是保持在饱和蒸汽压之下,在离开节流孔后随着流道截面的增大流速相应减小,阀后压力急骤上升。
升高的压力压缩闪蒸产生的气泡,气泡由圆形变为椭圆形,随后达到临界尺寸的气泡上游表面开始变平,然后突然爆裂。
所有的能量集中在破裂点上,产生巨大的冲击力,其强度可达几千牛顿。
此冲击力冲撞在阀瓣、阀座和阀体上,使其表面产生塑性变形,形成一个个粗糙的蜂窝渣孔,这便是气蚀形成的过程。
气蚀现象不仅仅存在于高压差的调节阀内部,在工业生产的很多领域都存在此现象。
3、防止气蚀的措施
3.1、类型选择
从分析可以看出,产生气蚀是因为发生了空化,而发生空化的原因是节流引起了压力的突变,因此应避免空化的产生。
而产生空化的临界压差即阻塞流形成的压差△pT为
△pT=FL2(p1-pvc)
式中FL———压力恢复系数
在工艺条件允许的情况下尽量选用△p<△pT的阀门,即选用压力恢复
系数小的阀门,如球阀或蝶阀等。
如果工艺条件必须使△p>△pT,可以将两个调节阀串联起来使用,这样每个调节阀的压差△p都小于△pT,空化便不会产生。
如果阀的压差△p小于2.5MPa,一般不会产生气蚀,即使有气蚀的产生也不会对阀门造成严重的损坏。
另外,选用角形调节阀也可减弱闪蒸破坏力。
因为角形阀中的介质直接流向阀体内部下游管道的中心,而不是直接冲击体壁,所以减少了冲击阀体体壁的饱和气泡数量和次数,相应的减少了气蚀的发生。
3.2、材料选择
从气蚀的结果分析,材料硬度不能抵抗气泡破裂而释放的冲击力是造成损伤的主要原因之一,但能够长时间抵御严重空化作用的材料很少,价格昂贵,国内外常用的材料为司太莱合金(含钴、铬、钨的合
金,45HRC)、硬化工具钢(60HRC)和钨碳钢(70HRC)等。
但硬度高的材料加工成型不方便,极易脆裂,加工成本大,一般常用的方法是在不锈钢基体上进行堆焊或喷焊司太莱合金(图2),在流体气蚀冲刷处形成硬化表面。
当硬化表面出现损伤后,可以进行二次堆焊或喷焊,这样既能增加设备的使用寿命,又减少了装置的维修费用。
3.3、结构选择
分析结果证明,空化是因为压力的突变所引起,而系统要求的压降又不能降低,所以采用将一次大的压力突变分解为若干次的多级阀瓣结构(图3),这种结构的阀瓣可以把总压差分成几个小压差,逐级降压,使每一级都不超过临界压差。
或设计成特殊结构的阀瓣和阀座,如迷宫式阀瓣及叠片式阀瓣等,都可以使高速流体在通过阀瓣和阀座时,每一点的压力都高于在该温度下的饱和蒸汽压,或使液体本身相互冲撞,在通道间导致高度紊流,使液体的动能由于相互摩擦而变为热能,可减少气泡的形成。