阻塞流引起閃蒸和氣蝕

IEC液體工況口徑計算標準計算一個大 允許計算壓力降ΔPmax。如果調節閥上的壓差（P1-P2）大于ΔPmax，那么就會產生閃蒸或氣蝕，也會引起對于調節閥或相鄰管道的結構上的損壞。對調節閥內部實際發生的現象的了解會有助于選擇一個能夠消除或減少氣蝕和閃蒸的調節閥。

調節閥的氣蝕用物理現象名詞來描述閃蒸和氣蝕，因為這些情況代表流體介質在形式上的實際變化。這種變化是從液態變為氣態，是由于在通常是調節閥閥座口的大流道縮徑處或其下游的流體速度的增加而引起的。隨著液體通過縮徑，流束會變細或收縮。流束的小橫斷面出現在實際縮徑的下游稱為縮流斷面 的點處，如圖 5-6 所示。

 

 

為維持流體穩定地流過調節閥，在截面小的縮流斷面處，流速必須是大的。流速（或動能）的增加伴隨著縮流斷面處壓力（或勢能）的大大降低。再往下游，隨著流束擴展進入更大的區域，速度下降，壓力增加；但下游壓力不會*恢復到與調節閥上游相等的壓力，調節閥兩側的壓差（ΔP）表示調節閥中消耗的能量。圖5-5提供了一幅力情形圖，解釋了由于較大的內部紊流和能量消耗一個流線型高恢復閥如球閥與一個低壓力恢復調節閥的不同性能。

不管調節閥的恢復特性如何，引人注意的與閃蒸和氣蝕有關的壓差就是調節閥進口與縮流斷面之間的壓差。如果縮流斷面處的壓力降到液體的蒸汽壓力以下（由于該點處 速度增加），氣泡就會在流束中形成。隨著縮流斷面處的壓力進一步降到液體的蒸汽 壓力以下，氣泡會大量地形成。在此階段， 閃蒸和氣蝕之間沒有差別，但是對調節閥結 構損壞的可能性肯定存在。

如果調節閥出口的壓力仍低于液體的蒸汽壓 力，氣泡將保持在調節閥的下游，我們就說過 程發生了"閃蒸"。閃蒸對調節閥的閥芯會產 生嚴重的沖刷破壞，其特點是受沖刷表面 有平滑拋光的外形，如圖 5-6 所示。沖刷嚴重的地方一般是在流速高處，通常位于閥芯和閥座環的接觸線上或附近。

 

 

 

另一方面，如果下游壓力恢復足以使得閥 門出口壓力提高到高于液體的蒸汽壓力， 氣泡會破裂或向內爆炸，從而產生氣蝕。蒸汽氣泡破裂釋放出能量，并產生一種類似 于我們可以想象的砂石流過調節閥的噪聲。 如果氣泡在接近調節閥內固體表面處破裂， 釋放的能量會慢慢地撕裂材料，留下一個 如圖5-7所示的類似于煤渣的粗糙表面。氣 蝕造成的損壞可延伸至鄰近的下游管道， 如果在該處仍存在壓力恢復和氣泡破裂現象。很明顯，高恢復調節閥比較容易發生氣 蝕，因為它的下游壓力更有可能升至液體 蒸汽壓力之上。

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