閥門的流量與流速主要取決于閥門的通徑,也與閥門的結構型式對介質的阻力有關,同時與閥門的壓力、溫度及介質的濃度等諸因素有著一定內在聯系。
閥門的流道面積與流速、流量有著直接關系,而流速與流量是相互依存的兩個量。當流量一定時,流速大,流道面積便可小些;流速小,流道面積就可以大些。反之,流道面積大,其流速?。涣鞯烂娣e小,其流速大。介質的流速大,閥門通徑可以小些,但阻力損失較大,閥門易損壞。流速大,對易燃易爆介質會產生靜電效應,造成危險;流速太小,效率低,不經濟。對粘度大和易爆的介質,應取較小的流速。油及粘度大的液體隨粘度大小選擇流速,一般取0.1~2m/s。
一般情況下,流量是已知的,流速可由經驗確定。
各種介質常用流速見表2-2。通過流速和流量可以計算閥門的公稱通徑。
閥門通徑相同,其結構型式不同,流體的阻力也不一樣。在相同條件下,閥門的阻力系數越大,流體通過閥門的流速、流量下降越多;閥門阻力系數越小,流體通過閥門的流速、流量下降越少。常見介質的流速見表2-2。
表2-2 各種介質常用的流速表
液體名稱 | 使用條件 | 流速 (m/s) |
飽和蒸汽 | DN>200 DN=200~100 DN<100 | 30~40 25~35 15~30 |
過熱蒸汽 | DN>200 DN=200~100 DN<100 | 40~60 30~50 20~40 |
低壓蒸汽 | ρ<1.0(絕壓) | 15~20 |
中壓蒸汽 | Ρ=1.0~4.0(絕壓) | 20~40 |
高壓蒸汽 | Ρ=4.0~12.0(絕壓) | 40~60 |
壓縮氣體 | 真空 Ρ≤0.3(表壓) Ρ=0.3~0.6(表壓) Ρ=0.6~1.0(表壓) Ρ=1.0~2.0(表壓) Ρ=2.0~3.0(表壓) Ρ=3.0~30.0(表壓) | 5~10 8~12 10~20 10~15 8~12 3~6 0.5~3 |
氧氣 | Ρ=0~0.05(表壓) Ρ=0.05~0.6(表壓) Ρ=0.6~1.0(表壓) Ρ=1.0~2.0(表壓) Ρ=2.0~3.0(表壓) | 5~10 7~8 4~6 4~5 3~4 |
煤氣 | 2.5~15 | |
半水煤氣 | Ρ=0.1~0.15(表壓) | 10~15 |
天然氣 | 30 | |
氮氣 | Ρ=5~10(絕壓) | 15~25 |
氨氣 | 真空 Ρ<0.3(表壓) Ρ<0.6(表壓) Ρ≤2(表壓) | 15~25 8~15 10~20 3~8 |
乙炔水 | 30 5~6 | |
液體名稱 | 使用條件 | 流速(m/s) |
乙炔氣 | ρ<0.01(表壓) ρ<0.15(表壓) ρ<2.5(表壓) | 3~4 4~8 5 |
氯 | 氣體 液體 | 10~25 1.6 |
氯化氫 | 氣體 液體 | 20 1.5 |
液氨 | 真空 Ρ≤0.6(表壓) Ρ≤2.0(表壓) | 0.05~0.3 0.3~0.8 0.8~1.5 |
氫氧化鈉 | 濃度0~30% 濃度30%~505 濃度50%~73% | 2 1.5 1.2 |
硫酸 | 濃度88%~93% 濃度93%~100% | 1.2 1.2 |
鹽酸 | 1.5 | |
水及粘度相似液體 | Ρ=0.1~0.3(表壓) Ρ≤1.0(表壓) Ρ≤8.0表壓) Ρ≤20~30(表壓) 熱網循環(huán)水、冷卻水 壓力回水 無壓回水 | 0.5~2 0.5~3 2~3 2~3.5 0.3~1 0.5~2 0.5~1.2 |
自來水 | 主管Ρ=0.3(表壓) 支管Ρ=0.3(表壓) | 1.5~3.5 1~1.5 |
鍋爐給水 | >3 | |
蒸汽冷凝水 | 0.5~1.5 | |
冷凝水 | 自流 | 0.2~0.5 |
過熱水 | 2 | |
海水、微堿水 | Ρ<0.6(表壓) | 1.5~2.5 |
注:DN值的單位為:mm;Ρ值的單位為:MPa。
閘閥的阻力系數小,僅在0.1~1.5的范圍內、;口徑大的閘閥,阻力系數為0.2~0.5;縮口閘閥阻力系數大一些。 截止閥的阻力系數比閘閥大得多,一般在4~7之間。Y型截止閥(直流式)阻力系數小,在1.5~2之間。鍛鋼截止閥阻力系數大,甚至高達8。
止回閥的阻力系數視結構而定:旋啟式止回閥通常約為0.8~2,其中多瓣旋啟式止回閥的阻力系數較大;升降式止回閥阻力系數大,高達12。
旋塞閥的阻力系數小,通常約為0.4~1.2。
隔膜閥的阻力系數一般在2.3左右。
蝶閥的阻力系數小,一般在0.5以內。
球閥的阻力系數小,一般在0.1左右。
上述閥門的阻力系數是閥門全開狀態(tài)下的數值。
閥門通徑的選用,應考慮到閥門的加工精度和尺寸偏差,以及其它因素影響。閥門通徑應有一定的富裕量,一般為15%。在實際的工作中,閥門通徑隨工藝管線的通徑而定。