浅谈各种节流阀的分析

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节流阀

节流阀

四、高压节流阀件的研究节流阀是接在节流管线上,用控制节流阀通道大小来对液流造成阻力而生成回压,使井内流体在受控下流出的零部件。

在众多的阀门中,节流阀就是其中一种。

在压井施工中,节流阀是为了提高环空流动阻力而在循环通路的末端人为设置的一个流动障碍,流体流经节流阀时,产生一个适当的流动阻力,这个阻力通过流体传递到井底,以弥补不足的井底压力。

而当节流阀应用在节流管汇,其作用是控制流量,用于保持整个油气生产系统的压力。

可以说节流阀是节流系统的核心部件。

所以要解决节流系统在高压井中的井控问题,首先需要进行高压节流阀的研究。

为了实现对流体的控制,阀门一般应具备以下性能:即密封性能、强度性能、调节性能、动作性能和流通性能。

对于大多数阀门来说,密封问题是首要问题。

但对于安装在节流管汇、井口采油树或压井管汇上的节流阀等调节类阀,除了对密封和强度的基本要求外,其调节性能的优劣具有重要意义。

在塔里木油田现场,普遍使用的节流阀是针形阀,亦即锥形阀。

通过在现场的调研及实践,在锥阀的使用过程中,常出现许多对油气田生产不利的现象,如噪声大,阀杆振动,严重的甚至会造成阀杆断裂,阀座刺穿。

针对这种情况,进行高压节流阀的研究十分必要。

4.1 节流阀的流体力学及动力学理论分析4.1.1 管内流动粘性是流体的固有属性。

在油田现场的管道中的真实流动都是具有粘性的流动。

但是由于常见的液体和气体的粘性系数µ的数值很小,因而在速度梯度不是很大的流场中,粘性力相对于其它力而言为小量,故可不考虑粘性力的作用,从而可以假定为理想流体;但在采油井口的油气采输,管道输送以及压井施工中,由于在管道存在速度梯度很大的区域,则必须考虑粘性力的作用。

对于复杂的流动问题目前只有某些特殊问题,才可以完全用理论方法来求解,而大量实际问题如节流阀(复杂的三维非等截面弯管)中的流动则主要是依靠数值计算方法和实验的方法来求解。

由于实际实验的方法成本较高,故本文采用计算机数值模拟计算。

节流阀、调速阀、溢流节流阀的工作原理

节流阀、调速阀、溢流节流阀的工作原理

节流阀、调速阀、溢流节流阀的工作原理节流阀是一种通过减小管道的截面积来控制流体流量的装置。

节流阀可以采用不同的形式,例如,可以使用针阀、小孔、狭缩管等来实现。

当流体通过节流阀时,由于管道截面积的减小,流体的速度会增加,压力也会下降。

因此,使用节流阀可以控制流体的流量和压力。

调速阀是一种能够调节流体流量和压力的装置。

调速阀的工作原理与节流阀类似,但调速阀可以通过改变阀门的开度来实现对流量和压力的调节。

当阀门开度较大时,流体可通过的截面积较大,因此流量和压力都会较大。

当阀门开度较小时,流体可通过的截面积较小,因此流量和压力都会较小。

因此,使用调速阀可以实现对流体流量和压力的精确控制。

溢流节流阀是一种能够将多余的流体引回油箱的阀门装置。

当流体通过溢流节流阀时,如果流体的流量超过了设定值,多余的流体会被引回油箱。

这样可以避免过度压力对系统造成的损坏。

因此,使用溢流节流阀可以保护系统并延长系统的使用寿命。

总之,节流阀、调速阀、溢流节流阀都是常用于流体控制的阀门装置,它们各自有着不同的工作原理和应用场合。

了解它们的工作原理可以更好地选择适合自己需求的阀门装置。

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节流阀的作用及工作原理

节流阀的作用及工作原理

节流阀的作用及工作原理节流阀是一种常用的控制元件,它在流体控制系统中起到控制流速和压力的作用。

本文将深入探讨节流阀的作用及工作原理。

作用:节流阀的主要作用是通过改变流体流通的截面积,限制流体通过阀门的速度和流量,从而起到控制流速和压力的目的。

其作用可以总结为以下几点:1. 控制流速:通过改变节流阀的截面积,能够调节流体通过阀门的速度,从而实现对流体流速的控制。

这对于需要精确控制流速的场景非常关键,例如液压系统中的速度调节和工业流程中的液体控制。

2. 控制压力:节流阀能够通过改变流体通过阀门时的局部流通阻力,从而实现对流体压力的控制。

控制压力是流体系统中常见的需求之一,例如在供水系统中,需要保持水压稳定,就需要通过节流阀来调节系统的压力。

3. 降低噪音:当流体通过阀门时,会产生一定的压降和振动,从而产生噪音。

节流阀通过减小流体流通的截面积,降低流速,从而减少了阀门周围的流体动能,进而降低了噪音水平。

4. 节能环保:节流阀的使用可以优化流体系统的能效,降低能耗。

通过选择合理的节流阀类型和控制方式,可以减少系统中能耗较大的流体流通阻力,从而达到节能环保的目的。

工作原理:节流阀的工作原理主要涉及流体的流动和能量转换。

下面将介绍两种常见的节流阀工作原理。

1. 孔板式节流阀:孔板式节流阀是一种常见的节流阀类型,其工作原理基于速度、动量和质量守恒定律。

孔板式节流阀的结构简单,主要由一个带有孔洞的板状构件组成。

当流体通过节流阀时,流体将通过孔洞,形成高速流动,并且产生一定的压降。

节流阀的开度大小决定了通过孔洞的流体截面积,从而影响了流体流速和压降。

2. 调节阀式节流阀:调节阀式节流阀是一种基于调节阀的节流阀类型。

调节阀通过调整阀门的开启度来改变流体的流通截面积,从而实现对流速和压力的控制。

调节阀式节流阀相比孔板式节流阀具有更广泛的应用范围和更精确的控制能力,但也相对更复杂和昂贵。

总结:节流阀作为流体控制系统中的重要元件,具有控制流速和压力的关键作用。

节流阀的工作原理

节流阀的工作原理

节流阀的工作原理引言概述:节流阀是一种常见的控制流体流量的装置,广泛应用于工业领域。

本文将详细介绍节流阀的工作原理,包括流体流动的基本原理、节流阀的结构和主要组成部分、节流阀的工作过程、节流阀的调节方式以及节流阀的应用范围。

正文内容:1. 节流阀的基本原理1.1 流体流动的基本原理流体通过管道中流动时,会受到管道内壁的阻力和摩擦力的影响,导致流速的变化。

流速越大,流体受到的阻力越大,流速越小,流体受到的阻力越小。

1.2 节流阀的作用原理节流阀通过改变管道的截面积,改变流体流过节流阀的通道大小,从而改变流体的流速和流量。

当节流阀开度较小时,管道的截面积较小,流速较大,流量较小;当节流阀开度较大时,管道的截面积较大,流速较小,流量较大。

通过调节节流阀的开度,可以实现对流体流量的控制。

2. 节流阀的结构和主要组成部分2.1 节流阀的结构节流阀一般由阀体、阀座、阀芯、阀杆、密封装置和操作装置等组成。

其中,阀体是节流阀的主要部件,负责固定和支撑其他部件;阀座和阀芯之间的间隙决定了节流阀的开度;阀杆用于控制阀芯的运动;密封装置用于确保阀门的密封性能;操作装置用于控制节流阀的开启和关闭。

2.2 节流阀的主要组成部分节流阀的主要组成部分包括阀体、阀座、阀芯、阀杆、密封装置和操作装置。

阀体是节流阀的外壳,具有固定和支撑其他部件的作用;阀座和阀芯之间的间隙决定了节流阀的开度;阀杆用于控制阀芯的运动;密封装置用于确保节流阀的密封性能;操作装置用于控制节流阀的开启和关闭。

3. 节流阀的工作过程3.1 节流阀的开启过程当操作装置打开节流阀时,阀芯受到阀杆的推动,向上移动,使阀座与阀芯之间的间隙逐渐增大。

流体通过节流阀的通道时,由于截面积的变化,流速逐渐减小,流量逐渐增大。

3.2 节流阀的关闭过程当操作装置关闭节流阀时,阀芯受到阀杆的拉动,向下移动,使阀座与阀芯之间的间隙逐渐减小。

流体通过节流阀的通道时,由于截面积的变化,流速逐渐增大,流量逐渐减小。

节流阀

节流阀

节流阀是通过改变节流截面或节流长度以控制流体流量的阀门。

将节流阀和单向阀并联则可组合成单向节流阀。

节流阀和单向节流阀是简易的流量控制阀,在定量泵液压系统中,节流阀和溢流阀配合,可组成三种节流调速系统,即进油路节流调速系统、回油路节流调速系统和旁路节流调速系统。

节流阀没有流量负反馈功能,不能补偿由负载变化所造成的速度不稳定,一般仅用于负载变化不大或对速度稳定性要求不高的场合。

节流阀的性能要求对节流阀的性能要求是:·流量调节范围大,流量一压差变化平滑.内泄漏量小,若有外泄漏油口,外泄漏量也要小;·调节力矩小,动作灵敏。

安装与维护事项节流阀的安装与维护应注意以下事项:该阀经常需要操作,因此应安装在易于方便操作的位置上。

安装时要注意介质方向与阀体所标箭头方向保持一致。

节流口堵塞原因:1、油液中的机械杂质或因氧化析出的胶质、沥青、碳渣等污物堆积在节流缝隙处。

2、由于油液老化或受到挤压后产生带电的极化分子,而节流缝隙的金属表面上存在电位差,故极化分子被吸附到缝隙表面,形成牢固的边界吸附层,吸附层厚度一般为5~8微米,因而影响了节流缝隙的大小。

以上堆积、吸附物增长到一定厚度时,会被液流冲刷掉,随后又重新附在阀口上。

这样周而复始,就形成了流量的脉动。

3、阀口压差较大时,因阀口温度高,液体受挤压的程度增强,金属表面也更易受摩擦作用而形成电位差,因此压差大时容易产生堵塞现象。

定义:维持阀进口压力近于恒定,系统中多余的流体通过该阀回流的压力控制阀。

作用:一种液压压力控制阀。

在液压设备中主要起定压溢流作用和安全保护作用。

定压溢流作用:在定量泵节流调节系统中,定量泵提供的是恒定流量。

当系统压力增大时,会使流量需求减小。

此时溢流阀开启,使多余流量溢回油箱,保证溢流阀进口压力,即泵出口压力恒定(阀口常随压力波动开启)。

安全保护作用:系统正常工作时,阀门关闭。

只有负载超过规定的极限(系统压力超过调定压力)时开启溢流,进行过载保护,使系统压力不再增加(通常使溢流阀的调定压力比系统最高工作压力高10%~20%)。

节流阀的工作原理

节流阀的工作原理

节流阀的工作原理引言概述:节流阀是一种常见的流体控制装置,广泛应用于工业生产和日常生活中。

它的工作原理是通过调节流体的流量来实现流体控制。

本文将详细介绍节流阀的工作原理,包括节流阀的基本原理、工作方式、流体控制原理和应用范围。

一、节流阀的基本原理1.1 原理概述节流阀通过改变流体通过阀门的截面积来控制流量。

当阀门开启时,流体可以通过阀门的通道自由流动;当阀门关闭或部分关闭时,流体的流动受到限制。

节流阀的核心部件是阀芯,通过调节阀芯的位置来改变通道的截面积。

1.2 结构组成节流阀一般由阀体、阀芯、阀座、密封件和控制装置等组成。

阀体是节流阀的外壳,起到固定和支撑的作用;阀芯是调节流体流量的关键部件,通过上下移动改变通道的截面积;阀座是阀芯的底座,起到密封的作用;密封件用于保证阀门的密封性能;控制装置用于控制阀门的开闭程度。

1.3 工作原理节流阀的工作原理是基于流体动力学原理。

当阀门开启时,流体从高压区域流向低压区域,通过节流阀的通道流动。

当阀门关闭或部分关闭时,通道的截面积减小,流体流速增加,从而产生压力差。

通过调节阀门的开闭程度,可以实现对流体流量的控制。

二、节流阀的工作方式2.1 手动节流阀手动节流阀是最常见的一种节流阀,通过手动旋转或推拉操作来调节阀门的开闭程度。

手动节流阀结构简单、操作方便,适用于一些小流量和低压力的场合。

2.2 电动节流阀电动节流阀是通过电动机驱动阀芯的上下移动来实现流量控制。

电动节流阀具有自动化程度高、精确度高的优点,适用于大流量和高压力的场合。

2.3 气动节流阀气动节流阀利用气动装置控制阀芯的位置,通过气动力来实现流量控制。

气动节流阀结构简单、响应速度快,适用于需要快速响应和频繁调节的场合。

三、节流阀的流体控制原理3.1 压差控制节流阀通过调节阀门的开闭程度,使流体通过节流阀时产生一定的压差。

通过压差的变化,可以实现对流体流量的控制。

3.2 流速控制节流阀通过改变通道的截面积,使流体流速发生变化。

节流阀的特点及应用一、概述节流阀是指通过改变通道面积达到控制或 ...

节流阀的特点及应用一、概述节流阀是指通过改变通道面积达到控制或 ...

节流阀的特点及应用一、概述节流阀是指通过改变通道面积达到控制或调节介质流量与压力的阀门。

节流阀在管路中主要作节流使用。

最常见的节流阀是采用截止阀改变阀瓣形状后作节流用。

但用改变截止阀或闸阀开启高度来作节流用是极不合适的,因为介质在节流状态下流速很高,必然会使密封面冲蚀磨损,失去切断密封作用。

同样用节流阀作切断装置也是不合适的。

常见的节流阀如图 1 所示。

介质在节流阀瓣和阀座之间流速很大,以致使这些零件表面很快损坏-即所谓气蚀现象。

为了尽量减少气蚀影响,阀瓣采用耐气蚀材料(合金钢制造)并制成顶尖角为140~180的流线型圆锥体,这还能使阀瓣能有较大的开启高度,一般不推荐在小缝隙下节流。

二、特点1、构造较简单,便于制造和维修,成本低。

2、调节精度不高,不能作调节使用。

3、密封面易冲蚀,不能作切断介质用。

4、密封性较差。

三、分类一)、节流阀按通道方式可分为直通式和角式两种;二)、按节流阀阀瓣的形状分.节流阀的阀瓣有多种形状,常见的有:1、钩形阀瓣,常用于深冷装置中的膨胀阀。

如图 2a 所示。

2、窗形阀瓣,适用于口径较大的节流阀如图2b 所示。

3、塞形阀瓣,适用于中小口径节流阀,使用较普遍。

如图 2C 所示。

图2 节流阀阀瓣形状四、安装维护节流阀的安装与维护应注意以下事项:该阀经常需要操作,因此应安装在易于方便操作的位置上。

安装时要注意介质方向与阀体所标箭头方向保持一致。

节流口堵塞原因:1、油液中的机械杂质或因氧化析出的胶质、沥青、碳渣等污物堆积在节流缝隙处。

2、由于油液老化或受到挤压后产生带电的极化分子,而节流缝隙的金属表面上存在电位差,故极化分子被吸附到缝隙表面,形成牢固的边界吸附层,吸附层厚度一般为5~8微米,因而影响了节流缝隙的大小。

以上堆积、吸附物增长到一定厚度时,会被液流冲刷掉,随后又重新附在阀口上。

这样周而复始,就形成了流量的脉动。

3、阀口压差较大时,因阀口温度高,液体受挤压的程度增强,金属表面也更易受摩擦作用而形成电位差,因此压差大时容易产生堵塞现象。

节流阀的定义和特点

节流阀的定义和特点

节流阀的定义和特点
节流阀是一种用于调节液体或气体流量的装置,其作用是通过改变流道的截面积来控制介质的流速和压力。

以下是节流阀的定义和特点:
1. 定义:节流阀是一种可调节的控制阀门,用于调整管路中的流量和压力,以满足系统的工艺要求。

2. 调节流量:节流阀通过改变流道的截面积,限制流体通过的通道,从而实现对流量的调节。

它可以减小流道的截面积,导致流速增加,或者扩大截面积,使流速降低。

3. 调节压力:当液体或气体通过节流阀时,由于流道的变窄,会造成压力的上升。

因此,节流阀还可以用于调节系统内部的压力。

4. 精确性:节流阀具有较高的控制精度,可以根据需求进行微调,以满足各种应用场景的要求。

5. 多种类型:节流阀有多种不同类型,包括手动节流阀、自动节流阀以及电动、气动等驱动方式。

每种类型都适用于不同的工业领域和应用需求。

6. 耐腐蚀性:为了适应不同介质的流动,节流阀通常采用耐腐蚀材料制造,以保证其长期稳定工作。

7. 简单结构:节流阀通常具有简单的结构设计,易于安装和维护。

这使得它们在各个行业中广泛应用。

总之,节流阀是一种用于调节液体或气体流量的控制装置。

其特点包括调节流量和压力、控制精确、多种类型选择、耐腐蚀性强和结构简单等。

这些特点使得节流阀在工业领域中起着重要的作用。

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1. 概述节能和环保是人类亟待解决的两大问题。

2002年8月26日至9月4日在南非约翰内斯堡举行了可持续发展世界峰会。

在该次会议上国际制冷学会发表了《制冷业对于可持续发展和减缓大气变化的承诺》,在此文件中阐明制冷业主要的挑战来自全球气候变暖。

造成制冷业影响全球气候变暖的80%的原因是二氧化碳的排放。

这些间接的排放是部分是由制冷装置运行所需能量的生产引起的。

制冷、空调和热泵这些设备所消耗的电能约占全世界生产电能的15%,这表明间接排放的影响是非常的严重。

此文件还提出在下一个20年制冷业必须树立雄心去达到目标之一:每个制冷设备耗能减少30~50%。

制冷业者为保护环境,应把节能贯穿到制冷设备的使用周期中去。

作为制冷循环的四大部件之一,节流装置在系统中起着非常关键的作用,通过选择应用合适的节流机构与制冷系统匹配是整个制冷设备降低能耗的重要一环。

本文将对节流机构的工作原理和运行能量匹配进行分析,重点对电子膨胀阀的工作原理进行分析。

2. 传统节流机构的工作原理及匹配节流的工作原理是制冷工质流过阀门时流动截面突然收缩,流体流速加快,压力下降,压力下降的大小取决于流动截面收缩的比例。

节流机构的作用:1、节流降压。

当常温高压的制冷剂饱和液体流过节流阀,变成低温低压的制冷剂液体并产生少许闪发气体。

进而实现向外界吸热的目的。

2、调节流量:节流阀通过感温包感受蒸发器出口处制冷剂过热度的变化来控制阀的开度,调节进入蒸发器的制冷剂流量,使其流量与蒸发器的热负荷相匹配。

当蒸发器热负荷增加时阀开度也增大,制冷剂流量随之增加,反之,制冷剂流量减少。

3、控制过热度:节流机构具有控制蒸发器出口制冷剂过热度的功能,既保持蒸发器传热面积的充分利用,又防止吸气带液损坏压缩机的事故发生。

4、控制蒸发液位:带液位控制的节流机构具有控制蒸发器液位的功能,既保持蒸发器传热面积的充分利用,又防止吸气带液降低吸气过热度。

若节流机构向蒸发器的供液量与蒸发负荷相比过大,部分液态制冷剂一起进入压缩机,引起湿压缩或冲缸事故。

相反若供液量与蒸发器负荷相比太少,则蒸发器部分传热面积未能充分发挥其效能,甚至会造成蒸发压力降低,而且使制冷系统的制冷量降低,制冷系数减小,制冷装置能耗增大。

节流机构流量的调节对制冷装置节能降耗起着非常重要的作用。

大型中央空调冷水机组常用的节流机构有手动节流阀、孔板、热力膨胀阀、浮球+主节流阀。

2.1手动节流阀手动节流阀是最老式的节流阀,其外形与普通截止阀相似。

它由阀体、阀芯、阀杆、填料压盖、上盖、手轮和螺栓等零件组成。

与截止阀不同之处在于它的阀芯为针型或具有V形缺口的锥体,而且阀杆采用细牙螺纹。

当旋转手轮时,可使阀门的开启度缓慢地增大或减小,以保证良好的调节性能。

手动节流阀开启的大小,需要操作人员频繁地调节,以适应负荷的变化。

通常开启度为1/8~1/4圈,一般不超过一圈,开启度过大就起不到节流(膨胀)的作用。

这种节流阀现在已被自动节流机构取代。

2.2孔板孔板节流机构由两块孔板组成,采用两级节流。

制冷工质通过第一级孔板时,制冷工质刚好到达饱和液体线,并产生少许闪发气体;由于闪发气体占据一部分空间,其流量也在波动,致使工质进入第二级孔板时流体的流量在一定范围(约20%)内变动,进而达到自动调节制冷剂循环量的功能,第二级孔板因变动的流量造成不同的压降变化,与系统高低压差进行调节,于动态平衡后,稳定发挥制冷工质膨胀功能而完成整个制冷循环。

一二级孔板设计依据:1、流量公式:q= a x Αx(2 x Δp x ρ)1/22、冷水机组标准工况:12℃/7℃;30℃/35℃。

冷水机组在标准工况满负荷运行时,孔板向蒸发器的供液量与蒸发负荷相匹配。

但机组实际运行经常处于变工况、变负荷运行。

在大压差工况下,蒸发器负荷需求减小(幅度大于20%),孔板最大调节余量20%,由于压差增大,孔板实际供液量比蒸发器负荷需要的液量大,吸气过热度降低,引起湿压缩;在小压差工况下,蒸发器负荷需求增大(幅度大于20%),由于压差减小,蒸发器实际存液量比蒸发器负荷需要的液量小,吸气过热度升高,制冷量降低,制冷系数减小,制冷装置能耗增大;在由低负荷转为高负荷情况下(幅度大于20%),蒸发器负荷需求增大,由于制冷剂质量流量增大,短时间内蒸发器实际存液量比蒸发器负荷需要的液量小,吸气过热度升高,制冷量降低,制冷系数减小,制冷装置能耗增大;在由高负荷转为低负荷情况下(幅度大于20%),蒸发器负荷需求减小,由于制冷剂质量流量减小,短时间内蒸发器实际存液量比蒸发器负荷需要的液量大,吸气过热度降低,引起湿压缩,极端情况即机组满负荷运行突然停机,蒸发器负荷需求减小75%,由于制冷剂质量流量突然减小75%,短时间蒸发器实际存液量比蒸发器负荷需要的液量大55%,吸气过热度急速降低,进而降低排气过热度,油分效果下降,甚至导致压缩机奔油。

虽然一二级孔板在一定范围可自动调节,但其应付变工况、变负荷能力差,且制冷系数减小,制冷装置能耗增大,一般不宜采用。

2.3热力膨胀阀热力膨胀阀广泛应用于中央空调冷水机组。

它既可控制蒸发器供液量,又可节流饱和液态制冷剂。

根据热力膨胀阀结构上的不同,分为内平衡式和外平衡式两种。

考虑到制冷剂流经蒸发器产生一定的压力损失,为降低开启过热度,提高蒸发器传热面积的利用率,一般自膨胀阀出口至蒸发器出口,制冷剂的压力降所对应的蒸发温度降超过2~3℃,应选用外平衡式热力膨胀阀。

外平衡式热力膨胀阀的工作原理是建立在力平衡的基础上。

工作时,弹性金属膜片上部受感温包内工质的压力P3作用,下面受蒸发器出口压力P1与弹簧力P2的作用。

膜片在三个力的作用下,向上或向下鼓起,从而使阀孔关下或开大,用以调节蒸发器的供液量。

当进入蒸发器的液量小于蒸发器热负荷的需要时,则蒸发器出口蒸气的过热度增大,膜片上方的压力大于下方的压力,这样就迫使膜片向下鼓出,通过顶杆压缩弹簧,并把阀针顶开,使阀孔开大,则供液量增大。

反之当供液量大于蒸发器热负荷的需要时,则出口处蒸气的过热度减小,感温系统中的压力降低,膜片上方的作用力小于下方的作用力时,使膜片向上鼓出,弹簧伸长,顶杆上移并使阀孔关小,对蒸发器的供液量也就随之减少。

热力膨胀阀的过热度由开启过热度和有效过热度组成,开启过热度与弹簧的预紧力有关,有效过热度与弹簧的强度及阀针的行程有关。

膨胀阀的弹簧是按标准工况设计的,机组在标准工况下,机组满负荷或变负荷运行均维持较高的COP值。

但在大压差工况下,蒸发压力降低,蒸发器负荷需求的液量减少,但实际情况相反,在吸气过热度不变的情况下,由于蒸发压力降低,蒸发器出口压力P1相应降低,膜片上下的压差变大,使主阀开度增大,供液量增加;但在小压差工况下,蒸发压力上升,蒸发器负荷需求的液量增多,但实际情况是在吸气过热度不变的情况下,由于蒸发压力上升,蒸发器出口压力P1相应提高,膜片上下的压差变小,使主阀开度减小,供液量减少;在变负荷下亦如此。

因此热力膨胀阀在变工况下供液量的调节方面需进一步改进。

热力膨胀阀原理简图如图一所示:图1 热力膨胀阀原理简图2.4浮球+主节流阀浮球+主节流阀是用于具有自由液面的蒸发器,如卧式满液式蒸发器的供液量的自动调节。

通过浮球调节阀的调节作用,在蒸发器中可以保持大致恒定的液面。

浮球阀有一个铸铁的外壳,用液体连接管与气体连接管分别与被控制的蒸发器的液体和蒸气两部分相连接,因而浮球阀壳体的液面与蒸发器内的液面一致。

当蒸发器内的液面降低时,壳体内的液面也随之降低,浮子落下,阀针便将孔口开大,则浮球阀出液量增大,浮球阀出液量形成的阀芯上部压力P4减小,主膨胀阀芯上部压力Ps(包括主膨胀阀芯上部弹簧力P5和浮球阀出液量形成的压力P4) 减小,当主膨胀阀芯下部高压P1大于Ps时,则推动主阀芯向上移动,增大阀的开启量,主膨胀阀供液量增大;反之主膨胀阀供液量减小。

浮球阀出液量与主膨胀阀芯上下的压差(ΔP= P1-Ps)形成比例关系,调节供液量的大小,当壳体内的液面上升到浮子上限位时,阀针便将孔口关闭,Ps >P1,主膨胀阀关闭且停止供液,此时蒸发器液位不再上升,这既可以防止蒸发液位过高引起湿压缩,又保证蒸发器的供液量与蒸发负荷相匹配。

由于的主膨胀阀芯上部弹簧是按标准工况设计的,因此机组在标准工况下,机组满负荷或变负荷运行均维持较高的COP值。

但在小压差工况下,冷凝压力降低,P1降低,P1相对于阀芯上部弹簧力偏小,使主阀开度偏小,供液量偏少,导致达到需要的蒸发液位要有一段滞后的时间,系统制冷系数减小,制冷装置能耗增大,在变负荷下同样如此。

浮球+主节流阀在变工况下供液量的调节有待进一步完善。

浮球+主节流阀原理简图如图二所示:图2 浮球+主节流阀原理简图3. 电子膨胀阀的工作原理及控制3.1电子膨胀阀——吸气过热度控制吸气过热度控制系统由电子膨胀阀、压力传感器、温度传感器、控制器组成,工作时,压力传感器将蒸发器出口压力P1、温度传感器将压缩机吸气过热度传给控制器,控制器将信号处理后,随后输出指令作用于电子膨胀主阀的步进电机,将阀开到需要的位置。

以保持蒸发器需要的供液量。

电子膨胀阀的步进电机是根据蒸发器出口压力P1变化、压缩机吸气过热度变化实时输出变化的动力,这个实时输出变化的动力能及时克服各种工况和各种负荷情况下主膨胀阀变化的弹簧力,使阀的开度满足蒸发器供液量的需求,进而蒸发器的供液量能实时与蒸发负荷相匹配,即电子膨胀阀可通过控制器人为设定,有效的控制过热度。

另外,电子膨胀阀从全闭到全开状态其用时仅需几秒钟,反应和动作速度快,开闭特性和速度均可人为设定;电子膨胀阀可在10%--100%的范围内进行精确调节,且调节范围可根据不同产品的特性进行设定。

选用电子膨胀阀——吸气过热度控制,机组无论在标准工况下、变工况、满负荷、变负荷运行维持较高的COP值水平。

电子膨胀阀——吸气过热度控制制冷系统原理图如图三所示:图3 电子膨胀阀——吸气过热度控制制冷系统原理图3.2电子膨胀阀——液位控制液位控制系统由电子膨胀阀、液位传感器、液位控制器组成。

当蒸发器内的液面上下变化时,蒸发器内的液位传感器将液位变动的比例关系用4-20mA信号传给液位控制器, 液位控制器将信号处理后,随后输出指令作用于电子膨胀主阀的步进电机,使其开度增大、减小,以保持制冷剂液位在限定的范围内。

电子膨胀阀的步进电机是根据制冷剂液位变化实时输出变化的动力,这个实时输出变化的动力能及时克服各种工况和各种负荷情况下主膨胀阀变化的弹簧力,使阀的开度满足蒸发器供液量的需求,进而蒸发器的供液量能实时与蒸发负荷相匹配,即电子膨胀阀可通过控制器人为设定,有效的控制蒸发液位。

选用电子膨胀阀——液位控制,机组无论在标准工况下、变工况、满负荷、变负荷运行均维持较高的COP值水平。

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