节流孔板计算书
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节流孔板的原理管道的前后压差较大时,往往采用增加节流孔板的方式,其原理是:流体在管道中流动时,由于孔板的局部阻力,使得流体的压力降低,能量损耗,该现象在热力学上称为节流现象。
该方式比采用调节阀要简单,但必须选择得当,否则,液体容易产生汽蚀现象,影响管道的安全运行。
1汽蚀现象节流孔板的作用,就是在管道的适当地方将孔径变小,当液体经过缩口,流束会变细或收缩。
流束的最小横断面出现在实际缩口的下游,称为缩流断面。
在缩流断面处,流速是最大的,流速的增加伴随着缩流断面处压力的大大降低。
当流束扩展进入更大的区域,速度下降,压力增加,但下游压力不会完全恢复到上游的压力,这是由于较大内部紊流和能量消耗的结果。
如果缩流断面处的压力pvc降到液体对应温度下的饱和蒸汽压力pv以下,流束中就有蒸汽及溶解在水中的气体逸出,形成蒸汽与气体混合的小汽泡,压力越低,汽泡越多。
如果孔板下游的压力p2仍低于液体的饱和蒸汽压力,汽泡将在下游的管道继续产生,液汽两相混合存在,这种现象就是闪蒸。
如果下游压力恢复到高于液体的饱和蒸汽压力,汽泡在高压的作用下,迅速凝结而破裂,在汽泡破裂的瞬间,产生局部空穴,高压水以极高的速度流向这些原汽泡占有的空间,形成一个冲击力。
由于汽泡中的气体和蒸汽来不及在瞬间全部溶解和凝结,在冲击力作用下又分成小汽泡,再被高压水压缩、凝结,如此形成多次反复,并产生一种类似于我们可以想象的砂石流过管道的噪音,此种现象称为空化(见图2)。
流道材料表面在水击压力作用下,形成疲劳而遭到严重破坏。
我们把汽泡的形成、发展和破裂以致材料受到破坏的全部过程称为汽蚀现象。
闪蒸和空化的主要区别在于汽泡是否破裂。
存在闪蒸现象的系统管道,由于介质为汽水两相流,介质比容和流速成倍增加,冲刷表面磨损相当厉害,其表现为冲刷面有平滑抛光的外形。
闪蒸也产生噪音和振动,但其声级值一般为80 dB以下,不超出规范规定的许可范围。
空化则不然,汽泡破裂和高速冲击会引起严重的噪音,管道振动大,在流道表面极微小的面积上,冲击力形成的压力可高达几百甚至上千兆帕,冲击频率可达每秒几万次,在短时间内就可能引起冲刷面的严重损坏,其表现为冲刷面会产生类似于煤渣的粗糟表面。
节流装置设计计算书
安装位号
合同编号
供货内容
节流件名称
订货单位安装方式水平安装孔板流量计订货时间流体名称
角接取压孔板及测量管数量 1
工艺条件
最大流量常用流量最小流量
流量单位Nm^3/h(0℃101.325kPa)差压上限(Pa)
管道内径(mm)
等熵指数
工作压力(绝压)(MPa)
流体密度(kg/m^3)
工作温度(℃)
流体粘度(mPa.s)
管道线性膨胀系数
10^-6 mm/mm.℃
节流件线性膨胀系数
10^-6 mm/mm.℃
允许压损(Pa)
节流件上游阻力件情况
相对湿度状态
单个90°弯头或三通(流体仅从一个支管流出) 管道粗糙度(mm)
工作状态相对湿度(%) 压缩系数
饱和水汽压力Pa 饱和水汽密度kg/m^3
计算结果
直径比β流出系数 C 可膨胀系数ε
最大雷诺数Redmax
常用差压Pa
常用雷诺数Redcom
压力损失(Pa)
最小雷诺数Redmin
计算误差%
前直管段mm 后直管段(mm) 流量不确定度%
20℃时节流装置开孔直径d20:
备注。
热密封水引至中压给水管道节流孔板计算一、基础数据P 1=15MPa (锅炉给水泵出口热密封水压力) P 2=7 MPa (降压后设计压力) Q=100m 3/ht=132℃ (除氧器内给水温度) 132℃饱和水密度:ρ=931.53kg/ m 3 二、孔板计算当孔板两端压差Δp 增加时,流量qm 也增加,当压差Δp 增大到一定值时,缩口处压力pvc 下降到流体饱和蒸气压力pv 以下,一部分流体汽化,管道流量不再随压差增加而增加,即形成所谓阻塞流现象。
此时,孔板两端压差称为阻塞流压差Δps 。
当节流孔板实际压差Δp 小于其对应Δps 时,就可避免闪蒸或汽蚀发生。
当管道两端压差较大时,可采用多级减压,但每一级节流孔板实际压差Δp 均应小于本级入口对应Δps 。
1、孔板级数的确定 孔板入口压力 P 入=15MPa 孔板出口压力 P 出=7MPa 水的热力学临界压力 p c =22.5 MPa 液体压力恢复系数 FL=0.9降压后132℃饱和水对应压力p v =0.3 MPa 临界压力比系数F f (计算)ΔP s =0.81(P 1-F f pv) F f =0.96-0.28PCPV =0.96-0.285.223.0=0.96-0.2801333.0=0.9276712ΔP s =0.81(P 1-F f pv)=0.81(15-0.9276712×0.3)=11.924 ΔP= P 1- P 2=15-7=8 ΔP ﹤ΔP s P 2﹥p v即:节流孔板实际压差Δp 小于其对应Δps ,但P 2﹥p v ,有可能发生汽蚀。
所以最佳装设二级节流孔板。
多级孔板的压降按几何级数递减:ΔP=ΔP1+ΔP2≈8 ΔP1=2ΔP2ΔP1≈5.4 MPa , ΔP2≈2.7 MPa2、孔板的孔径计算DL/T 5054—1996《火力发电厂汽水管道设计技术规定》,水管道节流孔板孔径可按下式计算:d k1=16.421p G∆ρd k :孔板孔径,mm; G:通过孔板流量,t/h ; ρ:水的密度,kg/m 3;ΔP1:一级孔板前后压差,MPa则:d k1=16.421p G∆ρ=4.553.9311006.421⨯⨯=24mm即:一级孔板孔径为24 mmd k2=26.421∆P ρGd k :孔板孔径,mm; G:通过孔板流量,t/h ; ρ:水的密度,kg/m 3; ΔP2:二级孔板前后压差,MPad k2=26.421∆P ρG=7.253.9311006.421⨯⨯=29mm即:二级孔板孔径为29 mm3、孔板厚度计算根据《火力发电厂汽水管道设计技术规定》,孔板厚度计算如下:S c =kD i[]τϕσpP:设计压力, MPa P1=9.6 MPa P2=7 MPa[σ]t:刚才在设计温度下的许用应力, MPa (孔板材质为不锈钢,查许用应力约205 MPa ) S c :孔板厚度,mm D i :管道内径,mmk,φ为孔板结构系数,一般分别取0.6和0.85。
节流孔板的原理及限流计算节流孔板的原理管道的前后压差较大时,往往采用增加节流孔板的方式,其原理是:流体在管道中流动时,由于孔板的局部阻力,使得流体的压力降低,能量损耗,该现象在热力学上称为节流现象。
该方式比采用调节阀要简单,但必须选择得当,否则,液体容易产生汽蚀现象,影响管道的安全运行。
1汽蚀现象节流孔板的作用,就是在管道的适当地方将孔径变小,当液体经过缩口,流束会变细或收缩。
流束的最小横断面出现在实际缩口的下游,称为缩流断面。
在缩流断面处,流速是最大的,流速的增加伴随着缩流断面处压力的大大降低。
当流束扩展进入更大的区域,速度下降,压力增加,但下游压力不会完全恢复到上游的压力,这是由于较大内部紊流和能量消耗的结果。
如果缩流断面处的压力pvc降到液体对应温度下的饱和蒸汽压力pv以下,流束中就有蒸汽及溶解在水中的气体逸出,形成蒸汽与气体混合的小汽泡,压力越低,汽泡越多。
如果孔板下游的压力p2仍低于液体的饱和蒸汽压力,汽泡将在下游的管道继续产生,液汽两相混合存在,这种现象就是闪蒸。
如果下游压力恢复到高于液体的饱和蒸汽压力,汽泡在高压的作用下,迅速凝结而破裂,在汽泡破裂的瞬间,产生局部空穴,高压水以极高的速度流向这些原汽泡占有的空间,形成一个冲击力。
由于汽泡中的气体和蒸汽来不及在瞬间全部溶解和凝结,在冲击力作用下又分成小汽泡,再被高压水压缩、凝结,如此形成多次反复,并产生一种类似于我们可以想象的砂石流过管道的噪音,此种现象称为空化(见图2)。
流道材料表面在水击压力作用下,形成疲劳而遭到严重破坏。
我们把汽泡的形成、发展和破裂以致材料受到破坏的全部过程称为汽蚀现象。
闪蒸和空化的主要区别在于汽泡是否破裂。
存在闪蒸现象的系统管道,由于介质为汽水两相流,介质比容和流速成倍增加,冲刷表面磨损相当厉害,其表现为冲刷面有平滑抛光的外形。
闪蒸也产生噪音和振动,但其声级值一般为80 dB以下,不超出规范规定的许可范围。
空化则不然,汽泡破裂和高速冲击会引起严重的噪音,管道振动大,在流道表面极微小的面积上,冲击力形成的压力可高达几百甚至上千兆帕,冲击频率可达每秒几万次,在短时间内就可能引起冲刷面的严重损坏,其表现为冲刷面会产生类似于煤渣的粗糟表面。