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一种多孔孔板流量计的设计计算方法
多孔孔板流量计是一种常见的差压式流量计，它通过测量流体在
孔板两侧的压差来计算流量。
与传统的单孔孔板相比，多孔孔板流量
计具有更高的计量精度和更广的适用范围。
设计一个多孔孔板流量计，需要考虑以下几个方面的参数：
1. 孔口直径：多孔孔板的孔口直径通常比单孔孔板更小，这使
得流体能够更好地流过孔板，降低了压力损失。
孔口直径的选择应该
考虑测量范围，通常取管道直径的10%~15%。
2. 孔板厚度：为了保证孔板的稳定性和耐腐蚀性，孔板通常采
用不锈钢或其他高强度材料制成。
孔板厚度应该根据管道压力和流量
范围进行选择。
3. 孔板排列方式：多孔孔板的孔口通常呈现均匀的网格状分布，孔口数量和排列方式的选择需要考虑到流量分布的均匀性和压力损失
的大小。
4. 孔板压降：为了改善测量精度，多孔孔板流量计通常需要在
孔板前后分别安装压力传感器来测量压差。
孔板的压降应该能够满足
测量精度和稳定性的要求。
5. 计算公式: 多孔棺板流量的计算公式是q=KρCv√ΔP，其中
q为流量，K为孔板指数，ρ为流体密度，Cv为流量系数，ΔP为压差。
设计一个多孔孔板流量计，需要根据实际需求选择合适的参数，
并进行计算和优化。
在实际应用中，还需要考虑安装方式、操作和维
护等方面的问题。
孔板式调节阀原理及阀门整体设计计算孔板式阀门的先进技术，可成功地解决普通控制阀门所遇到的诸如汽蚀、高噪音、震动等问题，目前同样广泛运用在电厂锅炉I、Ⅱ级减温水、给水泵最小流量阀、锅炉主给水门以及其他流量控制中。
它能提供比较精确的流量控制，按照用户的不同需要，可设计成不同的流量特性，具有严谨的关闭特性，能保证工厂安全、稳定地运行，提高效率并延长维修周期。
孔板式系列调节阀门是专门针对客户的不同要求而设计的，通过对介质流速的控制而彻底消除了汽蚀、噪音、腐蚀及振动问题，维修方方便，可很便捷地更换阀芯。
孔板式系列调节阀门的阀芯具有长久的使用寿命。
当然要得到很好的使用寿命的关键在于正确的安装及在使用中的适当维护。
1 原理孔板式系列调节阀门的抗汽蚀设计是利用孔板式芯包多级降压的原理，通过强制介质流经芯包孔板上的许多小孔通道使流速得到完全的控制，达到逐级降压的目的。
无论压降大小，这些小孔的阻力使得介质流速流出芯包的速度收到限制。
经过多级降压，使介质的压力始终维持在介质的汽化压力PV之上，从而避免了气蚀现象，消除了不安全因素，如图1所示。
1/ 10孔板式芯包包括很多孔板片，经过机加工形成许多小孔通道，每个通道能通过定量介质。
介质流过小孔时产生很大的阻力，产生压降。
根据电厂各种机组不同的参数，经过精确的计算，选定不同孔板片数和孔板片上不同的小空数以及小孔的不同直径，使得流经孔板式芯包的介质压降达到电厂不同场合的需要。
并且能使每一级压降始终保持在汽化压力之上，从而达到抗汽蚀的要求。
孔板式系列阀门使用机加工技术制造孔板片，孔板片再用焊接的方法组合为整体芯包（图2）。
由于每一片孔板片的小孔数及小孔直径都是根据用户提供的参数进行设计，而且孔板片的厚度可以设计得很薄，所以芯包就可以根据用户的特殊要求设计以提供精准的流量控制。
根据阀门的应用场合及用户的要求，调节阀的流量特性曲线可被设计为不同形式，包括线性、等百分比、修正等百分比以及其他特殊曲线。
套筒调节阀等百分比节流窗口型线确定方法套筒调节阀等百分比节流窗口型线确定方法概念说明套筒调节阀是一种常用的流体控制装置，其主要用途是通过改变阀门开度，来控制流体的流量，从而实现对流体系统的控制。
而百分比节流窗口型线，是一种用于确定套筒调节阀的开度与流量之间关系的方法。
方法解释百分比节流窗口型线的确定方法是基于阀门的百分比开度与流量之间的关系进行计算和绘制。
该方法主要包含以下步骤：确定阀门的全开流量，计算阀门在不同开度下的流量百分比，并根据这些数据绘制出百分比节流窗口型线图。
步骤一：确定阀门的全开流量阀门的全开流量是指阀门完全打开时通过的流量，通常由实验确定或根据阀门的流量系数计算得出。
全开流量是百分比节流窗口型线计算的基础数据。
步骤二：计算阀门在不同开度下的流量百分比计算阀门在不同开度下的流量百分比是百分比节流窗口型线的核心步骤。
根据流体力学原理和实验数据，可以通过以下公式计算阀门在不同开度下的流量百分比：流量百分比=（实际流量/全开流量）×100%其中，实际流量是指阀门在特定开度下通过的流量。
步骤三：绘制百分比节流窗口型线图根据计算得到的流量百分比数据，可以绘制出百分比节流窗口型线图。
图中横轴表示阀门的开度，纵轴表示阀门的流量百分比。
通过连线将各个开度对应的流量百分比连接起来，就可以得到百分比节流窗口型线图。
应用与功能百分比节流窗口型线的确定方法可以用于预测、设计和优化流体系统中的套筒调节阀的控制效果。
通过绘制百分比节流窗口型线图，可以直观地看到不同开度下阀门的流量变化情况。
这样，可以帮助工程师根据系统需求选择合适的阀门开度，从而实现对流体系统的精确控制。
此外，百分比节流窗口型线的确定方法还可以用于计算套筒调节阀的调节精度和可靠性。
通过分析百分比节流窗口型线图，可以评估阀门在不同开度下的流量调节能力，从而对调节阀的性能进行优化和改进。
总结套筒调节阀等百分比节流窗口型线确定方法是一种用于计算和绘制套筒调节阀开度与流量关系的方法。
套筒调节阀如图所示，也称为笼式阀。
其阀体结构与直通控制阀相似，也由阀体、阀芯、导向套、上阀盖、上盖板、阀杆和填料等组成。
其结构特点是阀内件采用阀芯和阀笼（套筒）。
套筒调节阀用阀笼内表面导向，用阀笼节流开孔满足所需流量特性。
套筒调节阀的结构套筒调节阀采用单座调节阀的阀体，在阀体内插入一个圆筒形的套筒，以套筒为导向，安装一个轴向上下动作的阀芯，在套筒上切开了具有一定流量特性的孔，通过阀芯与套筒孔形成开孔面积的变化，实现调节流量的目的。
套筒通过三个密封垫片紧固在阀体上，安装套筒无需使用螺栓。
根据不同流量特性的要求，可以方便的更换为直线流量特性套筒或等百分比流量特性套筒。
可以根据流量大小不同要求跟换不同流通能力的套筒。
套筒调节阀的套筒内开有两个阶梯的阀座密封面，通过与阀芯上的两个密封面配合来完成密封，相比单座调节阀的一个密封面来说，泄露等级加大了，其泄露等级与双座调节阀相当。
但是其阀芯不平衡力却比单座调节阀和双座调节阀要小得多。
其稳定性要比双座调节阀要好，双座调节阀开度超过60-70%时会出现不稳定区，引起阀芯震荡。
套筒调节阀没有不稳定区，不会发生不平衡力反转现象。
同时阀芯和套筒的导向部分很大，不会引起震荡。
套筒调节阀在高温工况应用下泄漏量的影响较小。
不会像双座调节阀，在高温工况下泄漏量增加较多。
因为套筒和阀芯用同种材料制成，形状接近，膨胀系数相同，高温时变形接近，所以泄漏量变化不大。
套筒调节阀优点1、采用平衡式结构，阀前后介质压差对阀瓣产生的不平衡力非常小，相同工况下同类型阀门所需要的执行机构推力小，所以其阀杆直径比单座非平衡阀设计或选择更小。
2、阀杆与填料之间的摩擦力比较小，减小了阀门动作的阻力，且阀杆和填料的磨损也小，使用寿命增加。
另外，较小直径的阀杆在中高温时热胀冷缩变化量小，避免了在中高温时阀杆与填料之间摩擦力增大或互相抱卡塞住的情况发生。
3、由于新型套筒阀是平衡式结构，与非平衡式的直通单座阀比较，所配置的执行机构可以比较小，但却可以克服比直通单座调节阀高的介质压差。
多孔板减压节流孔板设计手册第一章多孔板减压原理及应用1.1 多孔板减压原理多孔板是一种常用的流体流动控制元件，其减压原理基于流体通过多孔板时的扩散和摩擦作用，从而达到减压的效果。
通过合理设计多孔板的孔径和布局，可以达到不同的减压效果。
1.2 多孔板减压的应用多孔板减压广泛应用于化工、石油、天然气、冶金、食品等领域，用于控制流体的压力、流速、流量等参数，保证系统的安全稳定运行。
第二章多孔板减压设计参数及选择2.1 多孔板的选材选择多孔板的选材应根据具体工作环境的腐蚀性、温度要求、压力等参数进行选择。
常用的材质包括不锈钢、碳钢、铜等。
2.2 多孔板的孔径设计多孔板的孔径设计应根据流体的性质、流速、减压要求等多种因素进行考虑，通过实验和数据分析确定合适的孔径范围。
2.3 多孔板的排列方式多孔板的排列方式包括正交排列、斜交排列、环形排列等多种形式，应根据具体工艺要求和设备情况进行选择。
第三章节流孔板设计原理及应用3.1 节流孔板设计原理节流孔板通过孔板上的节流孔，使流体产生局部的压力损失，达到减压减速的效果。
设计时需要考虑孔板孔径、数量、形状等参数。
3.2 节流孔板的应用领域节流孔板广泛应用于石油、化工、电力等行业中，用于调节流体的流速、流量，控制系统的压力等参数。
第四章多孔板减压节流孔板的设计计算方法4.1 多孔板减压的计算方法多孔板减压的计算方法主要包括压力损失的计算、流量的计算、选型的计算等，需要根据具体流体的流动特性和工艺要求进行综合分析。
4.2 节流孔板的计算方法节流孔板的计算方法包括孔板孔径的计算、压力损失的计算、流速的计算等，需要结合实际工艺条件和设备参数进行详细分析。
第五章多孔板减压节流孔板的安装与维护5.1 多孔板减压的安装多孔板的安装应根据设计要求进行，注意安装位置、方向的合理性，确保系统的正常运行。
5.2 节流孔板的维护节流孔板的维护应定期检查孔板的磨损情况、堵塞情况等，及时进行清洗或更换，保证其正常使用寿命。
节流装置设计手册一、背景介绍在工业生产和民用设施中，经常需要控制流体的流量以满足特定的工艺要求或者节约能源。
为了实现这一目的，节流装置被广泛应用于管道系统中，它能够限制流体的流速，达到节流的效果。
为了设计和使用节流装置，我们需要了解其原理、种类、安装方法等相关知识，因此编写这份节流装置设计手册以便工程师和操作人员参考。
二、节流装置的原理节流装置通过改变管道横截面积或者增加摩擦阻力来限制流体的流量。
根据流体力学原理，流速和流量之间存在着明确的关系，通过改变流速来达到控制流量的目的。
常见的节流原理包括孔板节流、节流阀门、节流孔等。
三、节流装置的种类1.孔板节流装置：孔板是一种简单有效的节流装置，它通过在管道横截面上开设一个孔来限制流体的流速。
孔板的种类包括标准圆孔板、长颈圆孔板、偏心圆孔板等，根据具体的流体性质和工艺要求来选择合适的孔板型号。
2. 节流阀门：节流阀门是一种通过调节阀门开度来控制流体流速的装置。
根据阀门结构和工作原理的不同，节流阀门包括节流调节阀、节流截止阀、节流蝶阀等，它们适用于不同的工艺流程和管道系统。
3. 节流孔：节流孔是一种通过在管道内壁上设置孔隙来限制流速的装置，通常应用于小直径管道或者需要微小流量调节的场合，如化工实验室。
四、节流装置的设计与选择1. 流量计算：在选择和设计节流装置时，首先需要根据具体的工艺要求和流体性质来计算需要的流量。
通过流体动力学方程和实际测量数据来确定所需的节流装置参数。
2. 材料选择：节流装置的材料应根据流体的化学性质、温度和压力来选择，确保装置能够长期稳定地工作并符合安全要求。
3. 安装要求：不同类型的节流装置在安装过程中需要特定的注意事项，包括安装位置、密封要求、管道流速分布等方面的考虑。
五、节流装置的维护与保养为了确保节流装置的正常运行和长期稳定性，需要进行定期的维护和保养工作。
包括清洗堵塞孔道、更换磨损部件、校准流量计等工作，以确保节流装置的性能和安全。
节流装置工作原理
节流装置是一种用来控制流体流动速度的装置，其工作原理是通过改变流道的截面积和形状，使流体在通过装置时发生压力变化，从而控制流体的流速。
节流装置通常由一个或多个孔隙、狭窄的管道或阀门组成。
下面将介绍几种常见的节流装置及其工作原理。
1. 流量孔隙节流装置：这种装置通常由一个小孔组成，可通过改变孔隙的直径来改变流体流过的截面积。
当流体通过小孔时，由于断面积的减小，流速增加，从而引发压力降低。
这种装置适用于低粘度流体的流量控制。
2. 突然收缩节流装置：这种装置通常由一个直径突然变小的管道组成。
当流体经过直径突然减小的部分时，由于截面积的减小，流速急剧增加，从而引起压力降低。
这种装置适用于高粘度流体的流量控制。
3. 节流阀装置：这种装置通常由一个阀门组成，可以通过调整阀门的开度来改变流体经过的通道截面积。
通过增大或减小通道的截面积，可以控制流体的流速。
节流阀装置广泛应用于各种工业领域。
总之，节流装置通过改变流体流道的截面积和形状来控制流体流速。
不同的节流装置适用于不同的流体和流速条件。
它们在工业生产和流体控制中起着重要作用，实现了流体的安全运输和有效利用。
多级笼式套筒减压阀的设计及阀口流量特性研究姚世卫;柳勇;聂松林;尹方龙【摘要】我国船舶蒸汽动力系统汽轮给水泵组属于小容量机组,所配置的再循环阀能保护给水泵在小流量工况下的安全性,但同时存在小流量工况时给水泵振动噪声显著放大的现象.因此需设置一联动的回水调节阀门,在给水调节阀开度较小的工况下,通过打开联动的回水阀提高回水量,降低给水泵机组以及再循环阀运行振动噪声.针对回水调节阀的多级笼式套筒减压阀口进行研究,利用FLUENT流体计算仿真软件对不同开度时阀口的流量特性进行了数值模拟,并通过试验对阀口的流量特性进行了验证.研究结果表明,多级笼式套筒减压结构使回水调节阀自身具有低噪声性能,可有效改善给水泵机组的运行工况.【期刊名称】《液压与气动》【年(卷),期】2015(000)008【总页数】4页(P34-37)【关键词】回水调节阀门;多级笼式套筒减压阀口;数值仿真;流量特性【作者】姚世卫;柳勇;聂松林;尹方龙【作者单位】武汉第二船舶设计研究所,湖北武汉430064;武汉第二船舶设计研究所,湖北武汉430064;北京工业大学机械工程与应用电子技术学院,北京100124;北京工业大学机械工程与应用电子技术学院,北京100124【正文语种】中文【中图分类】TH137引言我国船舶蒸汽动力系统汽轮给水泵组属于小容量机组，一般配置自力式开关型最小流量再循环阀。
即在汽轮给水泵流量小到某一限值时，最小流量再循环阀在给水压差作用下直接从全关状态开启到全开状态。
从实际使用效果看，所配置的再循环阀能保护给水泵在小流量工况下的安全性，但存在小流量工况时机组振动噪声显著放大的现象[1-3]。
由于船舶给水机组的常用工况恰好为小流量工况，从而使给水泵机组成为整船重要的振动噪声源，需要进行振动噪声的治理。
根据船上的空间与功能要求，结合给水调节阀的功能特点，提出了新型联动再循环阀的概念。
即设置一个与给水阀具有联动功能的回水阀门，利用原有的给水调节阀的一个电动执行器，可同时驱动给水调节阀以及回水阀门[3]。
![一种二级套筒式控制阀及其套筒孔径的优化方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s1/m/40ab692da66e58fafab069dc5022aaea998f41d6.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011446596.X(22)申请日 2020.12.09(71)申请人 重庆川仪调节阀有限公司地址 400700 重庆市北碚区龙凤一村申请人 浙江大学(72)发明人 郝娇山 侯聪伟 蒋永兵 王伟波 钱锦远 金志江 (74)专利代理机构 杭州求是专利事务所有限公司 33200代理人 傅朝栋 张法高(51)Int.Cl.F16K 3/02(2006.01)F16K 3/314(2006.01)F16K 3/34(2006.01)(54)发明名称一种二级套筒式控制阀及其套筒孔径的优化方法(57)摘要本发明公开了一种二级套筒式控制阀及其套筒孔径的优化方法，控制阀包括阀体、外套筒、内套筒和阀塞，阀体的筒状阀腔内从外到内依次同轴贴合套设有外套筒、内套筒和阀塞；外套筒和内套筒的中下部均在相同位置开设有相同排布的若干孔洞，分别构成外套筒调节部和内套筒调节部；外套筒调节部和内套筒调节部之间具有一定间隔，构成环形的流动腔；所述阀塞能沿内套筒的内壁上下滑动，通过改变外套筒调节部和内套筒调节部上孔洞的流通面积，能使该控制阀具有可调比50:1的等百分比流量特性。
本发明的控制阀内部有内外两层多孔套筒，能到起到减振降噪的作用，而且多孔套筒上特定的小孔排布方式可以使该控制阀的流量特性为可调比50:1的等百分比流量特性。
权利要求书2页 说明书7页 附图3页CN 112524270 A 2021.03.19C N 112524270A1.一种二级套筒式控制阀，其特征在于，包括阀体(1)、外套筒(2)、内套筒(3)和阀塞(4)，阀体(1)的筒状阀腔内从外到内依次同轴贴合套设有外套筒(2)、内套筒(3)和阀塞(4)；外套筒(2)和内套筒(3)的中下部均在相同位置开设有相同排布的若干孔洞，分别构成外套筒调节部和内套筒调节部；外套筒调节部和内套筒调节部之间具有一定间隔，构成环形的流动腔；所述阀塞(4)能沿内套筒(3)的内壁上下滑动，通过改变外套筒调节部和内套筒调节部上孔洞的流通面积，能使该控制阀具有可调比50:1的等百分比流量特性。
![套筒式控水阀[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s1/m/19f6a8f552d380eb63946d81.png)
专利名称：套筒式控水阀
专利类型：实用新型专利
发明人：王兆林
申请号：CN200520032454.3申请日：20051031
公开号：CN2851752Y
公开日：
20061227
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：套筒式控水阀，阀体呈“Г型”，纵向为进水管，横向为出水管，其特点是：进水管与出水管之间由阀室连接，阀室的直径大于进水管的直径，阀室内设有阀芯，阀芯呈倒圆桶状，底部与进水管相通，侧面有一侧孔，阀芯上平面连接阀柄，阀柄向上穿过压盖中央的开口，压盖沿上设有螺丝，与阀室上开口端内壁上的螺纹相吻合。
本实用新型的优点在于：1.设计合理、结构筒单、管理方便，通过旋转阀柄，即可实现控水阀的开与关；2.寿命长，采用塑料设计，易于批量生产，且免维护，使用寿命长；3.成本低，易为消费者接受；4.安全，由于塑料特别是再生塑料，残值较低，不易被盗，适于野外安置；5.可设有专用扳手，无法随意开启，有利于管网正常运行。
申请人：王兆林
地址：456400 河南省滑县水务局
国籍：CN
代理机构：安阳市智浩专利代理事务所
代理人：王好勤
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节流孔板标准节流孔板是一种用于流体控制的装置，通常用于管道系统中，以控制流体的流速和压力。
其设计和制造需要遵循一定的标准，以确保其在使用过程中能够稳定可靠地发挥作用。
本文将介绍节流孔板的标准规范，包括设计要求、制造工艺和质量检验等内容。
首先，节流孔板的设计要求包括流量系数、压力损失、耐压能力等。
流量系数是指节流孔板在特定工况下的流量与标准流量之比，通常用于计算实际流量。
压力损失是指流体通过节流孔板时产生的压力降，需要根据实际工况进行计算和验证。
耐压能力是指节流孔板在正常工作压力下的耐压性能，需要进行强度计算和压力试验。
其次，节流孔板的制造工艺需要符合相关标准和规范，包括材料选用、加工工艺、焊接工艺等。
材料选用需要考虑流体性质、工作温度、压力等因素，常用的材料有碳钢、不锈钢、合金钢等。
加工工艺需要保证孔板的几何尺寸和表面质量符合要求，常见的加工工艺有冲压、数控加工等。
焊接工艺需要保证焊缝的质量和强度，通常需要进行无损检测和焊接工艺评定。
最后，节流孔板的质量检验需要包括外观检查、尺寸检测、压力试验等内容。
外观检查需要保证孔板表面光洁，无裂纹、气孔等缺陷。
尺寸检测需要保证孔径、厚度、孔距等尺寸符合设计要求。
压力试验需要保证孔板在设计压力下不发生泄漏和变形。
同时，还需要对材料证明、焊接接头、防腐涂层等进行检验，以确保节流孔板的质量符合标准要求。
综上所述，节流孔板的标准规范涉及设计要求、制造工艺和质量检验等多个方面，需要严格遵循相关标准和规范，以确保其在流体控制中能够稳定可靠地发挥作用。
希望本文能够对节流孔板的相关人员有所帮助，促进节流孔板的规范化应用和推广。
(3)节流口的堵塞。
节流阀的节流口可能因油液中的杂质或由于油液氧化后析出的胶质、沥青等而局部堵塞,这就改变了原来节流口通流面积的大小,使流量发生变化,尤其是当开口较小时,这一影响更为突出,严重时会完全堵塞而出现断流现象。
因此节流口的抗堵塞性能也是影响流量稳定性的重要因素,尤其会影响流量阀的最小稳定流量。
一般节流口通流面积越大,节流通道越短和水力直径越大,越不容易堵塞,当然油液的清洁度也对堵塞产生影响。
一般流量控制阀的最小稳定流量为0.05l/min。
综上所述,为保证流量稳定，节流口的形式以薄壁小孔较为理想。
图5-29所示为几种常用的节流口形式。
图5-29(a)所示为针阀式节流口,它通道长,湿周大,易堵塞,流量受油温影响较大，一般用于对性能要求不高的场合;图5-29(b)所示为偏心槽式节流口,其性能与针阀式节流口相同,但容易制造,其缺点是阀芯上的径向力不平衡,旋转阀芯时较费力,一般用于压力较低、流量较大和流量稳定性要求不高的场合;图5-29(c)所示为轴向三角槽式节流口,其结构简单,水力直径中等,可得到较小的稳定流量,且调节范围较大,但节流通道有一定的长度,油温变化对流量有一定的影响,目前被广泛应用,图5-29(d)所示为周向缝隙式节流口,沿阀芯周向开有一条宽度不等的狭槽,转动阀芯就可改变开口大小。
阀口做成薄刃形,通道短,水力直径大,不易堵塞,油温变化对流量影响小,因此其性能接近于薄壁小孔,适用于低压小流量场合;图5-29(e)所示为轴向缝隙式节流口,在阀孔的衬套上加工出图示薄壁阀口,阀芯作轴向移动即可改变开口大小,其性能与图5-29(d)所示节流口相似。
为保证流量稳定，节流口的形式以薄壁小孔较为理想。
图5-29典型节流口的结构形式图5-30节流元件的作用在液压传动系统中节流元件与溢流阀并联于液泵的出口,构成恒压油源,使泵出口的压力恒定。
如图5-30(a)所示,此时节流阀和溢流阀相当于两个并联的液阻,液压泵输出流量q p不变,流经节流阀进入液压缸的流量q1和流经溢流阀的流量δq的大小由节流阀和溢流阀液阻的相对大小来决定。
｜ Control Valve Magazine ｜ July 201670设计与制造文/吴建曼 陈志滔 浙江金锋自动化仪表有限公司The Design of Throttling Holes for Multi-holes Cage Guided Control Valve阀笼节流孔的设计引言在工业自动化流体控制系统中，控制阀是得到广泛应用的流体控制设备之一，用来调节系统的流量或者压力参数。
当阀门前后压差较大时介质流过控制阀节流处，由于节流口面积的急剧变化，流通面积缩小，流速升高，压力下降，易产生阻塞流，出现闪蒸空化现象，这种现象是诱发阀内件破坏以及噪音的主要原因。
当阀门前后压差不大时，介质正常流动选用常规的控制阀即可满足要求。
而当压差较大时，为了降低噪音以及消除气蚀的破坏，我们必须要采用多孔式套筒控制阀来解决这个问题。
多孔式套筒控制阀降压的原理是采用了带有多孔式节流的阀笼，当介质从各对小孔喷射进去后，介质从各阀笼的小孔流过，分担总压差的一部分。
各个阀笼的局部压差能防止液体压力低于汽化压力，消除气泡的形成。
根据阀门前后压差的不同阀内件可设计成一级降压，二级降压，三级降压，这种阀内件的设计在国内外的各个厂家中都是十分常见的。
其中最著名的就是Fisher公司的Cavitrol系列阀内件（见图1）。
对于工程师来说该类型阀内件的结构设计是不复杂的只要根据阀门的腔体将多个套筒阀笼相互嵌套形成一个降压阀笼组放置在阀体内即可；而真正的难点在于如何根据给定的额定Cv值以及流量特性来确定阀笼上的孔大小，数本文介绍如何根据给定的额定Cv值来对多孔式套筒控制阀阀笼上的节流孔进行设计，节流孔的设计包括孔大小、数量以及排列形式的确定。
再利用CFD软件对设计方法进行流体模拟分析来论证计算方法的准确性，为广大控制阀设计人员提供一种计算方法。
图1 Cavitrol系列阀内件量以及排列形式，额定Cv值以及流量特性对于一台控制阀的调节性能是至关重要的。
在笔者与国内众多厂家的技术人员接触过程中了解到对于多孔式阀笼节流孔大小、数量设计这一问题上，很多技术人员给出的设计依据是将同口径阀门的阀笼上节流孔总面积与传统套筒控制阀的窗口面积进行比值然后得出Cv值也成正比关系。
由于传统的套筒控制阀与多孔式的套筒控制阀流阻系数的不同，将节流面积与阀门的额定Cv 值成正比关系作为设计依据显然不够严谨。
下面笔者就将对这一问题进行剖析，为广大控制阀设计人员提供一种计算方法。
设计原理一台阀门的总流通能力C v 受两个因素影响，即阀座的流通能力C Vb 及多孔式阀笼的流通能力C vc 。
从理论上讲提高C vb 或C vc 可以使阀的C v 增加。
但阀座的流通能力C vb 取决于阀的公称通径，公称通径确定后，一般阀座直径也就确定了，所以C vb 是定值。
阀门的总流通能力可以用以下公式概括：当阀笼为一级降压时，阀门的总流通能力C V ：阀座的流通能力C Vb ：一级阀笼的流通能力C vc1：C V =1+1C vb 21C vc12C Vb =πD b 2K b 4×25.42C Vc1=×n 1πD c12K c14×25.422016年7月号总第90期 ｜ 控制阀信息 ｜71当阀笼为二级降压时，阀门的总流通能力C V ：阀座的流通能力C Vb ：一级阀笼的流通能力C vc1：二级阀笼的流通能力C vc2：当阀笼为三级降压时，阀门的总流通能力C V ：阀座的流通能力C Vb ：一级阀笼的流通能力C vc1：二级阀笼的流通能力C vc2：三级阀笼的流通能力C vc3：其中：D b —阀座的内孔直径，单位为mm K b —阀的总流通系数，无量纲D c1、D c2、D c3—分别代表一级、二级、三级阀笼节流孔直径，单位为mmK c1、K c2、K c3—分别代表一级、二级、三级阀笼的流通系数，无量纲n 1、n 2、n 3—分别代表一级、二级、三级阀笼节流孔数量以上公式中K b 、K c1、K c2、K c3的取值可按表1和表2选取。
实际案例已知介质为水，温度为40℃，阀前压力P 1=2.8Mpa（G），阀后压力P 2=0.3 Mpa（G），最大、正常、最小流量分别为1650m 3/h，1280m 3/h，备注：流通系数与阀体流道相关，以上表格数值为笔者所在企业的试验数值。
其他厂家在进行设计计算时也可借鉴这些数值，总体出入不会太大。
备注：阀门的压力恢复系数FL 取0.9，可调比R 取50.650m 3/h，流量特性要求为直线特性；我们将以上的参数输入控制阀选型软件里面进行计算，得到计算结果如下（见图2）。
从以上计算结果我们可知，该工况下介质在流经控制阀时已经出现闪蒸空化现象，而且噪音较大。
因此我们选型采用一级降压多孔式套筒控制阀，阀门的额定Cv值为480，流量特性为线性。
接下来我们将根据这两个参数来对阀笼进行设计。
1、确定节流孔的直径；根据笔者的设计经验考虑到阀门的调节精度，降压效果，流动干涉以及排列分布等因素图2 选型软件计算结果对于不同口径的阀门，节流孔的直径可按表3选取。
2、确定阀门口径、阀座直径；我们选择的阀门口径为250mm，阀座直径D b =250mm。
3、阀门总流通系数、阀笼流通系数的确定；根据上文所述的选取方法，K b =19.7，K c1=314、根据上文提到的公式，经过初步计算之后，结果如下：节流孔直径D c1=10mm，一排孔为6个，总共为22排（必须为偶数），总孔数n 1=132。
下面我们对初步计算结果进行验证。
C V =1++1C vb 21C vc121C vc22C V =1+++1C vb 21C vc121C vc221C vc32C Vb =πD b 2K b 4×25.42C Vb =πD b 2K b4×25.42C Vc1=×n 1πD c12K c14×25.42C Vc1=×n 1πD c12K c14×25.42C Vc2=×n 2πD c22K c24×25.42C Vc3=×n 3πD c32K c34×25.42C Vc2=×n 2πD c22K c24×25.42｜ Control Valve Magazine ｜ July 2016721、采用的C V 值计算公式如下：C V=1.156×10×Q× ρ/△P 其中：Q为体积流量，单位为m 3/h；ρ为水的相对密度（取ρ=1）；△P为压力差值，单位为Kpa；2、我们利用软件模拟形式试验时的试验条件，在软件中定义样机的入口阀座的流通能力将已知的参数带入公式，得到C Vb =1499一级阀笼的流通能力将已知的参数带入公式，得到C vc1=498阀门的总流通能力将已知的参数带入公式，得到C V =473备注：由于考虑到节流孔的排列分布，节流孔需要对称等因素。
最终的阀门额定Cv值不可能与选择Cv值一模一样，我们认为只要重合率在95%以上我们就视为设计合理。
5、节流孔的排列分布；节流孔排列分布时我们必须按照两个原则，首先必须按照流量特性排列。
其次阀芯在动作的过程中节流面积始终要有变化，不能出现断流的情况。
我们根据以上两个原则对上述例子的阀笼节流孔进行排列，排列分布结果（见图3，图4）。
CFD软件模拟分析为了验证以上的计算方法是否准确，我们利用CFD软件Ansys 的Fluent 对这个案例进行流体模拟计算。
图3 直线特性节流孔排列图4 等百分比特性节流孔排列图5 流道计算区域图6 开度为30%模拟计算结果图7 开度为90%模拟计算结果备注：当流量特性为等百分比时，排列的节流孔流量特性只能为近似等百分比。
处体积流量Q，出口处的压力P 2设置为0，求阀门的入口处压力P 1，再由求得的P 1-P 2得到△P的值，再根据公式计算出样机的额定C v 值，该过程也正好与形式试验时求解额定C v 值的过程相同。
3、我们利用UG三维实体建模软件，建立样机的三维模型，所建的实设计与制造C Vb =πD b 2K b4×25.42C Vc1=×n 1πD c12K c14×25.42C V =1+1C vb 21C vc12132-Φ10132-Φ102016年7月号总第90期 ｜ 控制阀信息 ｜73我们对阀门几个开度下的情况进行模拟，计算结果如表4所示：从表4的模拟结果可知，在开度为100%时阀门的额定Cv值为480，与我们设计要求的473有差异，但是差异很小，并不会影响阀门在实际工况中的使用。
这说明了我们上述推荐的计算方法是准确的，可以适用于多孔式控制阀阀笼的设计与计算。
结语多孔式套筒控制阀是一种在平时选型中使用十分普遍的控制阀，其阀笼的节流孔设计是保证整台阀门调节精确以及运行稳定的关键。
本文笔者根据自己的多年设计经验，介绍了一种设计计算的方法，并举例一级降压阀笼的节流孔设计做了说明，最后利用CFD流体模拟技术对计算方法的准确性做了验证。
考虑到篇幅关系，二级、三级降压阀笼节流孔设计不再做举例，读者可以根据文章中推荐的公式以及参数进行举一反三设计。
限于笔者的能力与水平，文中如有不当之处敬请指正，笔者将不胜感激。
CVM ［1］吴国熙. 控制阀使用与维修（M）.北京：化学工业出版社，1999.［2］杨源泉． 阀门设计手册〔M〕． 北京: 机械工业出版社，1992．［3］陆培文．控制阀实用技术[M]北京：机械工业出版社，2006．［4］明赐东．控制阀应用1000问[M]．北京：化学工业出版社，2005．本文参考资料欢迎您对本文的评论，也希望您能参加《控制阀信息》有奖征文活动，期待您的来稿！评论和投稿请发送至：cvm@本文参与艾默生Fisher ®杯有奖征文评选。
