阀门气蚀研究

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1、年第期闷门阀门气蚀研究沈阳阀门研究所彭凤样,摘要在初步给出闪门气性现象及气蚀损伤产生机理的基拙上介绍了国外一些预防气蚀发生的阀门结构。主题词冲刷腐蚀耐气蚀阀结构、、理曰,、一前广向改变使通过阀门的介质特别是非压缩性流,、,体混合和搅拌形成由旋转流卡尔涡旋和分支阀门一旦发生气蚀就会降低阀门的承载。,,,流复合而成的复杂湍流图是不同型式截止能力产生振动和噪音造成零部件的破坏影。,。阀内的介质运动情况图为角式截止阀响阀门的正常运转气蚀损坏常常发生在决定,‘口阀门主要性能的关键部位,如切断用阀门的关因通道有方向的改变使出侧流体处于非定,。

2、,,,常状态产生旋转流所以在节流点附近反复闭件控制阀的节流阀瓣有密封要求阀门的密。,受到不规则时间间隔的依附流和自由喷射流的封副等等所以研究阀门的气蚀现象已越来越。,受到重视。在国外,关于气蚀发生机理的研究一交互作用正是由于这种复杂的湍流才是产生。,,气蚀的前提条件因此容易产生气蚀损伤的主直非常活跃并应用可视性实验设备观察气蚀、。,要是节流阀角式阀和蝶阀等阀类的发生过程对气蚀现象和气蚀损伤进行了系统的研究。、、二气蚀形成机理一一洲一日洲一州阔门中的流体状态‘训勺甲管路内介质的运动通常有两种情况,即滞「匕。」流和湍流当表示介质流动状

3、况的雷诺数几成州,、」时流体的流动类型属于滞流当凡妻,一时流动类型属于湍流当肠值在、」“,为不稳定的过,,时渡区可能是滞流也可刃一能是湍流。一图水的压力一温度曲线三态点液态水汽态过热蒸汽彝彝曝固态冰溶解压力曲线汽化压力曲线气蚀性气泡的形成水的蒸汽压力曲线图表明了液态和汽图不同型式截止阀的介质运动情况化状态下的压力与温度的应变关系与沸腾过,。由于阀门中通道横截面积的变化和通道方程相比沸腾是通过输热实现的汽化而在节流年第期,召。点产生的气泡则是由于流体加速在局部产生损失尸当流体通过节流区域时达到最高流,。尸。,静压降形成的微小的蒸汽范

4、围这时的静压被速和最低的静压随后流体在扩散过程中,,。,,。,称为汽化压力用尸表示图减速对应于能量损失大小静压恢复了」尸,,。应该指出水在大气压力下的沸点是最后伴随着阀后压力损失凡流出整个过程,,。℃但在其温度接近℃时由于流体惯产生的总压差尸,,,性即使是最微小的压力变动也会使蒸汽气泡然而决定气蚀生成的不是总压差」尸而。,,,,膨胀溢出所以高于℃时水受热力的影响是节流区域的压力降八也就是说只有此处。,比压力影响更有效的静压尸降低到汽化压力凡以下时才能产,。除处于汽化压力之外气泡的形成还取决生气蚀性气泡图说明了阀门在节流点的压。于水

5、中既有的非溶解性气泡因为微观上没有力降与总压差尸之间的区别。,促成蒸汽气泡生成的条件只有这些既存的气泡从水中溢出时,才使介质达到最大可能的体积,并使其在局部形成处于汽化压力范围的静压。压力降的形成二气蚀的产生过程也是一个消耗能量的过髻十止卡程,即节。凡流区域动能与势能的转换过程这里的能量损失通过压力降和静压恢复表现出来。为理解流体通过阀门时的压力变化,常用图所示的浦场一次模型。另怀‘一一扣卜一火图在节流点附近位置的压力一阀前压力一阀后压力一大气压力,一汽化压力一总压差任口一哥之音气蚀破坏,勺睁一当气蚀性气泡经过压力恢复区域时因不耳

6、一不厂。件一能抵抗周围压力而产生内爆破伴随着气泡的之口破裂,以非常高的速度喷射出极其微小的液体两射流。如果许多气泡集中在阀门壁面的微小的局部上同时发生内爆破,所产生的液体射流相互干涉振荡,形成高于周围压力千倍以上的冲图阀门内的流场模型击压图。如此高的冲击压会使壁面材料集,一阁前压力尸一阀。一后压力巧最低静压力,。中产生变形并造成微小的局部损坏随着材料恢复压差凡一阀后压力损失一总压差护一阀前压,,力损失一节流压力损失一节流区域压力降,一疲劳和侵蚀的不断进行其质量缺损增加最终直至损坏。大气压力,,由于从阀门入口流体即被加速此时摩擦气蚀

7、性气泡内爆破除能引起振荡在部件损失等原,产生阀前压力,因引起静压缓慢降低侧面造成破损外还能产生类似砂粒掉落金属年第期阀门一一板上的噪音。产生气蚀的条件对气蚀产生机理的分析表,明产生气蚀的重要的先决条件是气蚀性气泡的存在。其他产生气蚀损伤的条件还有壁面保护久缺和制造阀「〕材料的耐蚀力不足等。厂厂日厂厂厂厂厂「厂厂厂日叮厂厂厂厂厂厂厂门月国日厂厂厂厂厂巨口曰厂厂「厂厂盯厂冈叮厂厂厂厂厂口日网队日口日曰厂厂口曰旧阵丙厂厂厂厂一曰口口匹日「厂厂厂口同口曰厂图医口口曰习曰门阉口四口图口口口口曰门曰压〔图口口口口口闭艺环丁曰曰曰广,,吸口口口

8、口口口门门门巨口压日口口口口图气蚀形成机理口口口巨仁口目图口口口冲击压微小射流心〕,一,刀口和气蚀系数开认又判别气蚀的一个最简便的方法就是用气蚀—系数。表示复杂的流动过程产生的气蚀图节流用媒阀的开度一气蚀系数曲线。。最大的振动明显的振动开始产生气蚀