控制閥空化現(xiàn)象的分析

陳棟（美卓自動(dòng)化（上海）有限公司，200131）

控制閥空化現(xiàn)象的分析

陳棟
（美卓自動(dòng)化（上海）有限公司，200131）

本文主要分析了空化現(xiàn)象的形成機(jī)理，空化現(xiàn)象對(duì)閥門和管路的破壞作用，以及空化現(xiàn)象所帶來的噪音問題，同時(shí)也探究了在實(shí)際應(yīng)用條件下，對(duì)于空化現(xiàn)象產(chǎn)生破壞的預(yù)估和防治方法。

控制閥；控制閥；空化現(xiàn)象；腐蝕；磨蝕；噪音

工業(yè)中的過程控制是指以溫度、壓力、流量等工藝參數(shù)作為被控變量的自動(dòng)控制。控制閥是過程控制中獲得優(yōu)異精確性的關(guān)鍵元器件。但由于高壓的存在，常使控制閥出現(xiàn)沖刷、閃蒸和空化的現(xiàn)象，這不但影響控制閥的選擇計(jì)算，還會(huì)引起噪音、振動(dòng)和材質(zhì)的損壞，大大縮短控制閥的使用壽命，使其可靠性降低，進(jìn)而引起工藝系統(tǒng)裝置的生產(chǎn)效率大幅度下降，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致整個(gè)過程控制系統(tǒng)完全癱瘓，因此這是一個(gè)不可忽視的問題［1］。

本文將著重分析空化現(xiàn)象的形成機(jī)理，空化現(xiàn)象對(duì)閥門和管路的破壞作用，以及空化現(xiàn)象所帶來的噪音問題。

1 空化現(xiàn)象的產(chǎn)生

空化現(xiàn)象是在流體介質(zhì)為液體的情況下產(chǎn)生的一種現(xiàn)象。本文通過一個(gè)簡單的流道孔板模型來展示流體通過控制閥時(shí)產(chǎn)生的壓力和速度的變化，并借此來闡述控制閥內(nèi)產(chǎn)生的空化現(xiàn)象的原因。見圖1。

由圖1可知，流道面積在孔板處的減小會(huì)引起流體速度的增加，并且由流體的機(jī)械能守恒（伯努利方程）可知，其會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)的流體壓力降低。壓力會(huì)在流束最小截面處（Vena Contracta，VC）降到最低，其中，流束最小截面的位置會(huì)發(fā)生在靠近孔板的下游處。……