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调节阀尺寸的选择

发布时间:2022-11-18 点击数:17

造纸工业中的纸浆是由液体水和固体纤维相混合的二相流,它不同于纯粹液体或气体的单相流。对于单纯的液体或气体用已有的标准计算公式就可以计算出调节阀所需的流量系数和口径,而对于纸浆这样的二相流,不能用标准的计算式进行计算,事实上浆液中的液体和固体不能同时简单、准确地进行数学描述。对于这种混合液体,芬兰耐莱斯—詹姆斯伯雷公司做了大量的研究工作。下面结合他们的研究作一分析。

浆液不同于水,它们在不同流速下在管道中的压损不一样。当流速很小时压力损失较稳定,当流速增加时压损甚至出现一个不稳定的值。上述情况中浆液的压损均大于水。需要说明的是,在高速时浆液的压力损失反而低于水的压损。从浆液所具有的这种特性可知,用计算水的标准公式来确定浆液阀流量系数是不恰当的。过去,采用粗略的校正表明与水相比,对浆液需要较大的流量系数。

那么如何来计算浆液阀的流量系数呢?经过无数次的测量从被测数据中得出了经验校正系数 K,它由下面方程求出:

KQ/Q

式中,Q浆——浆液流量的实测值,Q水——与浆液相当的水流量。

从测试结果发现,每种浓度的浆都有一组校正曲线。

从校正曲线可知,K 值随压差的增加而增加,随纸浆浓度的增加而减小。从压差角度看,控制阀上的压差对校正系数 K 有极大的影响,尤其在很小的压差时需很大的校正系数。对浓度而言,当浓度小于 2% 时,浆液状况与水相似,浓度增至 14% 时,不同的浆种校正系数 K 0.3~0.6 之间。所有阀径保持几乎相同的数值。K 系数对在造纸生产中用的球阀、球缺阀、蝶阀等旋转型式的阀是相同的。

从上述的测试和分析看,校正系数 K 是压降、浆液浓度和浆液种类的函数。因此我们可以这样来考虑对浆液控制阀的计算:

1、当浓度低于 2% 时,浆液的状况与水很相像,可用水的计算方式来计算浆液控制阀,无须作校正。

2、当浓度大于 2%,根据每组浆的校正曲线查出 K。先按上面提到的 K 的公式,求出相当于浆的水流量:

Q水=Q/K

然后用标准的液体控制阀口径计算公式来计算。

在生产实际使用中浆的浓度,浆阀的压差,总不可能固定不变而会有上下变化,因而让人怀疑所选调节阀流通能力是否包容了所引起的流量变化。事实上在工程中我们选用的为 V 型调节球阀,并在设计中根据正常工艺数据计算出的阀径让其开度在 60% 左右,由于该阀的可调比高达 1:300,且它具有优良的等百分比流量特性,所以尽管上述参数的变化引起所需流通能力的大小变化,但该阀还是足以适应这种变化。实际的使用也说明了这一点。

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