阀门的流量与流速主要取决于阀门的通径,也与阀门的结构型式对介质的阻力有关,同时与阀门的压力、温度及介质的浓度等诸因素有着一定内在联系。
阀门的流道面积与流速、流量有着直接关系,而流速与流量是相互依存的两个量。当流量一定时,流速大,流道面积便可小些;流速小,流道面积就可以大些。反之,流道面积大,其流速小;流道面积小,其流速大。
介质的流速大,阀门通径可以小些,但阻力损失较大,阀门易损坏。流速大,对易燃易爆介质会产生静电效应,造成危险;流速太小,效率低,不经济。对粘度大和易爆的介质,应取较小的流速。油及粘度大的液体随粘度大小选择流速,一般取0.1~2m/s。
一般情况下,流量是已知的,流速可由经验确定。通过流速和流量可以计算阀门的公称通径。
阀门通径相同,其结构型式不同,流体的阻力也不一样。在相同条件下,阀门的阻力系数越大,流体通过阀门的流速、流量下降越多;阀门阻力系数越小,流体通过阀门的流速、流量下降越少。
各种介质常用流速见下表。
流体名称 |
使用条件 |
流速(m/s) |
饱和蒸汽 |
DN>200 DN=200~100 DN<100 |
30~40 25~35 15~30 |
过热蒸汽 |
DN>200 DN=200~100 DN<100 |
40~60 30~50 20~40 |
低压蒸汽 |
ρ<1.0(绝压) |
15~20 |
中压蒸汽 |
Ρ=1.0~4.0(绝压) |
20~40 |
高压蒸汽 |
Ρ=4.0~12.0(绝压) |
40~60 |
压缩气体 |
真空 Ρ≤0.3(表压) Ρ=0.3~0.6(表压) Ρ=0.6~1.0(表压) Ρ=1.0~2.0(表压) Ρ=2.0~3.0(表压) Ρ=3.0~30.0(表压) |
5~10 8~12 10~20 10~15 8~12 3~6 0.5~3 |
氧气 |
Ρ=0~0.05(表压) Ρ=0.05~0.6(表压) Ρ=0.6~1.0(表压) Ρ=1.0~2.0(表压) Ρ=2.0~3.0(表压) |
5~10 7~8 4~6 4~5 3~4 |
煤气 |
|
2.5~15 |
半水煤气 |
Ρ=0.1~0.15(表压) |
10~15 |
天然气 |
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30 |
氮气 |
Ρ=5~10(绝压) |
15~25 |
氨气 |
真空 Ρ<0.3(表压) Ρ<0.6(表压) Ρ≤2(表压) |
15~25 8~15 10~20 3~8 |
乙炔水 |
|
30 5~6 |
乙炔气 |
ρ<0.01(表压) ρ<0.15(表压) ρ<2.5(表压) |
3~4 4~8 5 |
氯 |
气体 液体 |
10~25 1.6 |
氯化氢 |
气体 液体 |
20 1.5 |
液氨 |
真空 Ρ≤0.6(表压) Ρ≤2.0(表压) |
0.05~0.3 0.3~0.8 0.8~1.5 |
氢氧化钠 |
浓度0~30% 浓度30%~505 浓度50%~73% |
2 1.5 1.2 |
硫酸 |
浓度88%~93% 浓度93%~100% |
1.2 1.2 |
盐酸 |
|
1.5 |
水及粘度相似液体 |
Ρ=0.1~0.3(表压) Ρ≤1.0(表压) Ρ≤8.0表压) Ρ≤20~30(表压) 热网循环水、冷却水 压力回水 无压回水 |
0.5~2 0.5~3 2~3 2~3.5 0.3~1 0.5~2 0.5~1.2 |
自来水 |
主管Ρ=0.3(表压) 支管Ρ=0.3(表压) |
1.5~3.5 1~1.5 |
锅炉给水 |
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>3 |
蒸汽冷凝水 |
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0.5~1.5 |
冷凝水 |
自流 |
0.2~0.5 |
过热水 |
|
2 |
海水、微碱水 |
Ρ<0.6(表压) |
1.5~2.5 |
注:
DN值的单位为:mm;
Ρ值的单位为:MPa。
闸阀的阻力系数小,仅在0.1~1.5的范围内、;
口径大的闸阀,阻力系数为0.2~0.5;
缩口闸阀阻力系数大一些。
截止阀的阻力系数比闸阀大得多,一般在4~7之间。Y型截止阀(直流式)阻力系数最小,在1.5~2之间。
锻钢截止阀阻力系数最大,甚至高达8。
止回阀的阻力系数视结构而定:旋启式止回阀通常约为0.8~2,其中多瓣旋启式止回阀的阻力系数较大;
升降式止回阀阻力系数最大,高达12。
旋塞阀的阻力系数小,通常约为0.4~1.2。
隔膜阀的阻力系数一般在2.3左右。
蝶阀的阻力系数小,一般在0.5以内。
球阀的阻力系数最小,一般在0.1左右。
上述阀门的阻力系数是阀门全开状态下的数值。
阀门通径的选用,应考虑到阀门的加工精度和尺寸偏差,以及其它因素影响。阀门通径应有一定的富裕量,一般为15%。在实际的工作中,阀门通径随工艺管线的通径而定。