За счет локального сужения канала потока энергия давления жидкости преобразуется в кинетическую энергию для регулирования потока, снижения давления или измерения расхода.
Определение:
За счет локального сужения канала потока энергия давления жидкости преобразуется в кинетическую энергию для регулирования потока, снижения давления или измерения расхода.
Принцип преобразования энергии:
Исходя из уравнения Бернулли, увеличение скорости потока приводит к снижению статического давления (P1+12ρv12=P2+12ρv22P1+21ρv12=P2+21ρv22 ).
Типология | Структурные характеристики | Применимые сценарии |
Диафрагма | Центральное отверстие в тонкой пластине (стандарт ISA1932) | Измерение расхода (низкая стоимость), регулирование высокого перепада давления (например, в системах пароперегрева и разгерметизации) |
Вентури | Сужающиеся + сужающиеся бегунки | Высокоточное измерение расхода (низкая потеря давления, для дорогих сред, таких как природный газ) |
Регулирующий клапан | Золотниковый клапан с плавной регулировкой открытия | Прецизионный контроль расхода (подача в химический реактор) |
Экструзионное сопло | Сужающиеся бегунки + цилиндрическая горловина | Измерение высокоскоростных жидкостей (например, пара в сети электростанции) |
Конусный клапан | Конические дроссели | Грязные среды (устойчивые к засорению, например, шламовые трубопроводы) |
Параметрический | Формула расчета / Точки отбора |
Коэффициент расхода (Cv) | Cv=QSGΔPCv=QΔPSG (Q: расход [GPM]; SG: удельный вес; ΔP: перепад давления [psi]) |
β-значение (отношение диаметра) | β=dDβ=Dd (d: диаметр дроссельного отверстия; D: диаметр трубы), стандартный диапазон 0,2-0,75 |
Отношение потерь давления | Вентури (10-20%) < V-образный конусный клапан (20-30%) < Пластина с отверстиями (40-60%) |
Диапазон чисел Рейнольдса | Пластины с отверстиями: Re > 5000; трубки Вентури: Re > 20000 (для обеспечения турбулентности) |
Принцип измерения:
Рассчитайте расход Q=KΔPρQ=KρΔP, измерив разность давлений ΔP перед и за дроссельным элементом (K: коэффициент измерения).
Требования к установке:
- Прямое сечение трубы: 10D до и 5D после пластины с отверстиями (D - диаметр трубы), 5D до и 3D после вентури.
- Метод отбора давления: отбор давления через угловое соединение (пластина с отверстиями), отбор давления через горловину (вентури).
Взять | Тип рекомендации | Характеристики настройки |
Паровая декомпрессия | Многоступенчатая диафрагма | Поэтапное снижение давления для предотвращения кавитации (например, давление на выходе из котла снижено с 10 МПа до 1 МПа) |
Химические соотношения | Регулирующие клапаны (в равных долях) | Чувствительная настройка при малых отверстиях (например, точное добавление реактивов) |
Система пожаротушения | Неподвижная пластина с отверстиями | Ограничение максимального расхода (предотвращение избыточного давления в трубопроводной сети) |
- Определите параметры процесса:
Среда, диапазон расхода, давление/температура, допустимая потеря давления.
- Выберите тип:
Чистая среда: коническая тарелка/вентури; твердые частицы: V-образный конусный клапан/эксцентриковая коническая тарелка.
- Расчет размера отверстия:
Используйте стандарт ISO 5167 или программное обеспечение производителя (например, Эмерсон ROC).
- Выбор материала:
Пар/коррозионные среды: нержавеющая сталь 316; высокое давление: легированная сталь (например, F22).