调节阀流体流速的计算方法及选取原则

    在实际应用过程中调节阀的出品流速直接影响着整个控制阀的可靠性、稳定性和使用寿命。阀门出口流速过快，导致高速流动的介质在调节阀中流动时很容易使阀门产生严重冲刷和不规则的振动，破坏阀体及内部零件，同时会产生很大的噪声，因此在调节阀选型过程中，在确定了ZZYP-16B自力式压力调节阀型号后，应首先计算一下出口流速（特别介质为氧气一类），然后再选择阀门的口径和材质。

    流速是单位时间内流体的流动速度，调节阀流速一般是指阀门出品介质的流动速度，主要与流体类、阀前后压差、配管口径及材料等因素有关，下面简单介质一下不同流体的流速计算方法及选取原则。

一、流速计算方法

1、液体场合

  V=0.408×Q/D2

  流速V-ft/s；流量Q-usgal/min(GPM)；阀出口直径D-in。

2、压缩气体场合

（1）首先计算音速C

（2）计算调节入口及出口马赫数

（3）计算流速V

V=cM，其中C-流体音速，ft/s

K-比热比                   g-重力加速度

R-气体常数                 T-流体温度

A1-阀入口面积              A2-阀出口面积

P1-阀入口压力             P-阀前后压差

Cg-气体流量系数           Cv-气体流量系数

C1-Cg/Cv                  Cv-气体流量系数

M2-出口马赫数             M1-入口马赫数

二、流速的选取

    ZZYP-16B自力式压力调节阀阀门出口的流速如果超过某一数值，将会引起高频振劝或产生严重冲刷现象，导致阀内件和阀体的损伤甚至破坏，尽管造成振动和冲刷的原因不仅仅在于流速，但流速因素特别关健。

    对于液体操作，大流速的原则是在阀门出品为50ft/s(12.7m/s)；对于气体操作通常限制在1.0以赫以下；但是对于温度接近饱和点的液体，流速必须下降到30ft/s(7.6m/s),对于压降低于饱和蒸汽压的阀门以及产生气蚀的阀门应限制到30ft/s（7.6m/s）以下，以减少气蚀的破坏。下面为乐控仪表（杭州）有限公司根据多上经验提出的调节阀流速限制数值。

表1（阀出口流速极限值）                      (单位m/s)

液体发生闪蒸时的流速限制值：

表2（阀出口流速极限值）                      (单位m/s)

注意：

1、在要求低噪声的场合，阀门出品流速≤0.33马赫。

2、对于泥浆、粘性流体使用衬里阀体时，液体流速应限制在≤3m/s。

3、对于氧气、氢气等特殊气体的流速一定要参考阀门和管道设计规范。

三、总结

    从流体力学观点来看，阀内件部位的流速要比阀门出口的多，因此在闪蒸条件下，一般出口配管比实际阀体规格要大一些，而且闪蒸汽场合一般会考虑用缩径结构的阀门，即当流体通过阀门内件的缩流断面处出现闪蒸后，能进入一个相对较大的空间，这样可以大大降低出口流速。因此在调节阀口径计算中，首先确定流体流速是很重要的，它在防止噪音和阀门振动产生的同时，对保证调节阀的性能方面也有很大的影响。