调节阀的汔蚀和闪蒸破坏及其防止
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性 的方 程 ，１ ２ ｕ ＝Ｕ。
１ 出现 蚀 和 闪蒸 的原 因分 析 １ １ 流 体 在调 节 阀 中 的流动 过 程 ．
液 体在 调 节 阀 的 流 道 中 的 流 动 过 程 是 极 其 复 杂
的， 根据 连 续性 方程 ：
压 力
ｕ ｐ＝常 数 Ａ
式 中 ｕ —— 截 面 平 均流 速 ， ／； ｍｓ Ａ — 流 道 截面 积 ， ２ — ｒ； ｎ
要 讨 论 的是 对 管路 流 量 调 节过 大 、 送 流 体 温度 过 高 ， 输 可 能会 产 生 的汽蚀 和 闪蒸 现象 以及其 对 调节 阀 的破 坏
及 防止 方法 。
后 的相 当长 的距 离 内 ， 体一 直 处 于稳 定 流 动 ， 液 同时 不 考虑 液 体 的位 能及 节 流 前 后 的 温 度 变 化 ， 根 据 连 续 则
Ｕ 、２ — 入 口流 速 及 出 口流 量 。ｕ—
忽 略 管道 进 出 口流体 的 位 置 标 高 差 别 ， 如果 通 过 截 面 时 的流 速增 大 ， 意 味 着断 面 的压 力 将下 降 ， 则 当流体 的 压 力 下 降 到该 温 度下 的饱 和压 力 Ｐ 时 ， 体将 出现 汽 ｖ 液
压 力能 ） 当该 处 的液 体压 力 大 于 当时液 体 温 度下 的饱 ，
和 压 力时 ， 汽 泡破 裂 （ 聚 ） 而 汽蚀 正 是 由于这 些 汽 则 凝 ， 泡 的反 复 破 裂所 引 起 的 。 当 汽 泡 破 裂 时 ， 围液 体 即 周
迅 速地 填 充 破裂 汽泡 的 空 间 ， 冲入 的 流体 形 成 高速 而
生汽蚀 和 闪蒸 的机 理将 显 得更 加 重 要 。
要 的作 用 。它们 有 多种 结 构 形 式 ， 别 适 用 于不 同场 分 合 。其 主要 作用 即用 于 调 节 流 量 ， 以保 证 设 备 的稳 定 运 行 。它们 有操 作 简 单 、 便 ， 于 控 制 等 特 点 ， 受 方 易 故 到广泛 的应 用 。但 也 有 消 耗 能 量 过 大 、 门元 件 易损 阀
过调 节 窗 口后 不 会发 生 汽蚀 和 闪蒸现 象 。
由于汽 蚀 现 象 和 闪 蒸 现 象 对 设 备 有 较 大 的破 坏
力 。我们 以前 仅对 离 心 泵 的汽 蚀 现 象 研 究 较 多 ， 对 而
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２０ ０ ２年第 ２ ４卷第 ３期
冲击金 属 表 面 。据 美 国某 研究 所 测 得汽 蚀 汽 泡 中 心 ｊ 部 位 的压 力 高 达 ２ ０×１３ Ｐ ， 于 汽 泡 破 裂 产 生 的 ． ａ 由 ０Ｍ
流 向
冲击 金属 表 面 ， 似 微 小 的 高 强 度 锤 子 反 复锤 击 金 属 好
酬庆闷 ： 调节 阀的汽 蚀和闪蒸破坏及ｊ 防止 ￡
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．
（） ２ 当液 体 通 过调 节 窗 口时 ， 液体 的 压 力小 于或 等
压 力
Ｐ Ｊ
于 当时 液 体温 度 下 的相 应 的饱 和 压 力 ， 图 １中 曲线 如 Ⅱ所 示 。根 据 汽蚀 理论 的研 究 ， 时 在 金 属 表 面某 处 此 形成 一 个 稳定 的汽 蚀 区 ， 泡 在 金 属 表 面 的不 断形 成 汽 和增 长 ， 同时 随 着流 体 下移 压 力 回升 （ 即速 度 能转 变 为
广
流体 介 质 的密 度 ，ｇｍ 。 ｋ／］
对 于不 可 压 缩 的 流 体 ， ｐ＝常 数 ， 此 ｕ 因 Ａ＝常数 ， 亦 即流 体 的 流速 和通 过 该 截 面 的截 面积 成反 比。 同时 ， 根 据伯 努 利方 程 式 Ｈ ： 又 Ｊ
Ｄ ．２ ．
液流方 向
＋ ＋ ＝常 数
化， 同时 发 生汽 蚀 或 闪蒸 现 象 。
从 图 １中看 出 ， 液 体通 过 调 节 阀 窗 口时 可 能 有 当 三 种工 况 ：
（） 体 通 过调 节 阀 窗 口时 ， 液 体 流 速 增 大 ， １液 因 造 成 压 力 降低 ， 图 １ 的 曲线 Ｉ 示 。但 Ｐ 大 于 当时 如 中 所 ２ 液体 温 度下 的相 应 的饱 和 压 力 ， 在这 种 工 况下 ， 液体 通
１２ 流 体 流经 调 节 阀前后 的压 力 变 化分 析 ． 图 １ 液 体通 过 调节 阀调节 窗 口 （ 流 孔 ） 是 节 的各 点 的 压
力 变化 曲线 。 假设 阀 门前 后 的管径 相 同 ， 体在 调 节 阀 窗 口前 、 液
等缺陷 ， 若设计使用不当 ， 会给生产带来影 响。本文主
图 １ 沿 液 流 方 向 液体 通 过 节 流 孔 各 点 的 压 力变 化 图 端
式 中
ｚ — 位 置标 高 ， — ｍ；
卜一 静 压强 ，ａ Ｐ； ｒ 重力 加 速 度 ，ｇＩ／ 。 ｋ ・１ ２ ｌｓ
Ｐ、 ｌ —— 入 口压力及 出 口压 力
Ｐ—— 最小 程 中 的管 路 和 设 备 中 ， 大 量 有
的流 体 流量 调 节 阀对 保 证设 备 的正常 运行 起 着 至关重
管路 中调 节 阀可 能 产 生 的汽蚀 和 闪蒸 现 象造 成 的破 坏 未 引起 足够 重视 ， 因此 研 究 防 止 液 体 在 流 动 过 程 中产
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４８
化 工 建 设 工 程
２Ｏ Ｏ ２年第 ２ ４卷第 ３期
调 节 阀 的汔 蚀 和 闪蒸 破 坏 及 其 防 止
胡庆 国
（ 淮南 联合大学 ， 淮南 ２２０ ） ３０１
摘 要 通 过 对 管路 或 设备 中流量 调 节 阀可 能 出现 的汽 蚀 和 闪蒸 的破 坏 原 因进 行 理 论 分 析 ， 出 提 了采 用 多级 节 流 和选 用 优材 等 ， 防止其 破 坏 的有 效措 施及 方 法 。 关 键 词 调 节 阀 汽蚀 闪蒸 饱 和 压 力
１ 出现 蚀 和 闪蒸 的原 因分 析 １ １ 流 体 在调 节 阀 中 的流动 过 程 ．
液 体在 调 节 阀 的 流 道 中 的 流 动 过 程 是 极 其 复 杂
的， 根据 连 续性 方程 ：
压 力
ｕ ｐ＝常 数 Ａ
式 中 ｕ —— 截 面 平 均流 速 ， ／； ｍｓ Ａ — 流 道 截面 积 ， ２ — ｒ； ｎ
要 讨 论 的是 对 管路 流 量 调 节过 大 、 送 流 体 温度 过 高 ， 输 可 能会 产 生 的汽蚀 和 闪蒸 现象 以及其 对 调节 阀 的破 坏
及 防止 方法 。
后 的相 当长 的距 离 内 ， 体一 直 处 于稳 定 流 动 ， 液 同时 不 考虑 液 体 的位 能及 节 流 前 后 的 温 度 变 化 ， 根 据 连 续 则
Ｕ 、２ — 入 口流 速 及 出 口流 量 。ｕ—
忽 略 管道 进 出 口流体 的 位 置 标 高 差 别 ， 如果 通 过 截 面 时 的流 速增 大 ， 意 味 着断 面 的压 力 将下 降 ， 则 当流体 的 压 力 下 降 到该 温 度下 的饱 和压 力 Ｐ 时 ， 体将 出现 汽 ｖ 液
压 力能 ） 当该 处 的液 体压 力 大 于 当时液 体 温 度下 的饱 ，
和 压 力时 ， 汽 泡破 裂 （ 聚 ） 而 汽蚀 正 是 由于这 些 汽 则 凝 ， 泡 的反 复 破 裂所 引 起 的 。 当 汽 泡 破 裂 时 ， 围液 体 即 周
迅 速地 填 充 破裂 汽泡 的 空 间 ， 冲入 的 流体 形 成 高速 而
生汽蚀 和 闪蒸 的机 理将 显 得更 加 重 要 。
要 的作 用 。它们 有 多种 结 构 形 式 ， 别 适 用 于不 同场 分 合 。其 主要 作用 即用 于 调 节 流 量 ， 以保 证 设 备 的稳 定 运 行 。它们 有操 作 简 单 、 便 ， 于 控 制 等 特 点 ， 受 方 易 故 到广泛 的应 用 。但 也 有 消 耗 能 量 过 大 、 门元 件 易损 阀
过调 节 窗 口后 不 会发 生 汽蚀 和 闪蒸现 象 。
由于汽 蚀 现 象 和 闪 蒸 现 象 对 设 备 有 较 大 的破 坏
力 。我们 以前 仅对 离 心 泵 的汽 蚀 现 象 研 究 较 多 ， 对 而
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２０ ０ ２年第 ２ ４卷第 ３期
冲击金 属 表 面 。据 美 国某 研究 所 测 得汽 蚀 汽 泡 中 心 ｊ 部 位 的压 力 高 达 ２ ０×１３ Ｐ ， 于 汽 泡 破 裂 产 生 的 ． ａ 由 ０Ｍ
流 向
冲击 金属 表 面 ， 似 微 小 的 高 强 度 锤 子 反 复锤 击 金 属 好
酬庆闷 ： 调节 阀的汽 蚀和闪蒸破坏及ｊ 防止 ￡
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（） ２ 当液 体 通 过调 节 窗 口时 ， 液体 的 压 力小 于或 等
压 力
Ｐ Ｊ
于 当时 液 体温 度 下 的相 应 的饱 和 压 力 ， 图 １中 曲线 如 Ⅱ所 示 。根 据 汽蚀 理论 的研 究 ， 时 在 金 属 表 面某 处 此 形成 一 个 稳定 的汽 蚀 区 ， 泡 在 金 属 表 面 的不 断形 成 汽 和增 长 ， 同时 随 着流 体 下移 压 力 回升 （ 即速 度 能转 变 为
广
流体 介 质 的密 度 ，ｇｍ 。 ｋ／］
对 于不 可 压 缩 的 流 体 ， ｐ＝常 数 ， 此 ｕ 因 Ａ＝常数 ， 亦 即流 体 的 流速 和通 过 该 截 面 的截 面积 成反 比。 同时 ， 根 据伯 努 利方 程 式 Ｈ ： 又 Ｊ
Ｄ ．２ ．
液流方 向
＋ ＋ ＝常 数
化， 同时 发 生汽 蚀 或 闪蒸 现 象 。
从 图 １中看 出 ， 液 体通 过 调 节 阀 窗 口时 可 能 有 当 三 种工 况 ：
（） 体 通 过调 节 阀 窗 口时 ， 液 体 流 速 增 大 ， １液 因 造 成 压 力 降低 ， 图 １ 的 曲线 Ｉ 示 。但 Ｐ 大 于 当时 如 中 所 ２ 液体 温 度下 的相 应 的饱 和 压 力 ， 在这 种 工 况下 ， 液体 通
１２ 流 体 流经 调 节 阀前后 的压 力 变 化分 析 ． 图 １ 液 体通 过 调节 阀调节 窗 口 （ 流 孔 ） 是 节 的各 点 的 压
力 变化 曲线 。 假设 阀 门前 后 的管径 相 同 ， 体在 调 节 阀 窗 口前 、 液
等缺陷 ， 若设计使用不当 ， 会给生产带来影 响。本文主
图 １ 沿 液 流 方 向 液体 通 过 节 流 孔 各 点 的 压 力变 化 图 端
式 中
ｚ — 位 置标 高 ， — ｍ；
卜一 静 压强 ，ａ Ｐ； ｒ 重力 加 速 度 ，ｇＩ／ 。 ｋ ・１ ２ ｌｓ
Ｐ、 ｌ —— 入 口压力及 出 口压 力
Ｐ—— 最小 程 中 的管 路 和 设 备 中 ， 大 量 有
的流 体 流量 调 节 阀对 保 证设 备 的正常 运行 起 着 至关重
管路 中调 节 阀可 能 产 生 的汽蚀 和 闪蒸 现 象造 成 的破 坏 未 引起 足够 重视 ， 因此 研 究 防 止 液 体 在 流 动 过 程 中产
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化 工 建 设 工 程
２Ｏ Ｏ ２年第 ２ ４卷第 ３期
调 节 阀 的汔 蚀 和 闪蒸 破 坏 及 其 防 止
胡庆 国
（ 淮南 联合大学 ， 淮南 ２２０ ） ３０１
摘 要 通 过 对 管路 或 设备 中流量 调 节 阀可 能 出现 的汽 蚀 和 闪蒸 的破 坏 原 因进 行 理 论 分 析 ， 出 提 了采 用 多级 节 流 和选 用 优材 等 ， 防止其 破 坏 的有 效措 施及 方 法 。 关 键 词 调 节 阀 汽蚀 闪蒸 饱 和 压 力
