阻塞流引起闪蒸和气蚀

IEC液体工况口径计算标准计算一个大 允许计算压力降ΔPmax。如果调节阀上的压差（P1-P2）大于ΔPmax，那么就会产生闪蒸或气蚀，也会引起对于调节阀或相邻管道的结构上的损坏。对调节阀内部实际发生的现象的了解会有助于选择一个能够消除或减少气蚀和闪蒸的调节阀。

调节阀的气蚀用物理现象名词来描述闪蒸和气蚀，因为这些情况代表流体介质在形式上的实际变化。这种变化是从液态变为气态，是由于在通常是调节阀阀座口的大流道缩径处或其下游的流体速度的增加而引起的。随着液体通过缩径，流束会变细或收缩。流束的小横断面出现在实际缩径的下游称为缩流断面 的点处，如图 5-6 所示。

为维持流体稳定地流过调节阀，在截面小的缩流断面处，流速必须是大的。流速（或动能）的增加伴随着缩流断面处压力（或势能）的大大降低。再往下游，随着流束扩展进入更大的区域，速度下降，压力增加；但下游压力不会*恢复到与调节阀上游相等的压力，调节阀两侧的压差（ΔP）表示调节阀中消耗的能量。图5-5提供了一幅力情形图，解释了由于较大的内部紊流和能量消耗一个流线型高恢复阀如球阀与一个低压力恢复调节阀的不同性能。

不管调节阀的恢复特性如何，引人注意的与闪蒸和气蚀有关的压差就是调节阀进口与缩流断面之间的压差。如果缩流断面处的压力降到液体的蒸汽压力以下（由于该点处 速度增加），气泡就会在流束中形成。随着缩流断面处的压力进一步降到液体的蒸汽 压力以下，气泡会大量地形成。在此阶段， 闪蒸和气蚀之间没有差别，但是对调节阀结 构损坏的可能性肯定存在。

如果调节阀出口的压力仍低于液体的蒸汽压 力，气泡将保持在调节阀的下游，我们就说过 程发生了"闪蒸"。闪蒸对调节阀的阀芯会产 生严重的冲刷破坏，其特点是受冲刷表面 有平滑抛光的外形，如图 5-6 所示。冲刷严重的地方一般是在流速高处，通常位于阀芯和阀座环的接触线上或附近。

另一方面，如果下游压力恢复足以使得阀 门出口压力提高到高于液体的蒸汽压力， 气泡会破裂或向内爆炸，从而产生气蚀。蒸汽气泡破裂释放出能量，并产生一种类似 于我们可以想象的砂石流过调节阀的噪声。 如果气泡在接近调节阀内固体表面处破裂， 释放的能量会慢慢地撕裂材料，留下一个 如图5-7所示的类似于煤渣的粗糙表面。气 蚀造成的损坏可延伸至邻近的下游管道， 如果在该处仍存在压力恢复和气泡破裂现象。很明显，高恢复调节阀比较容易发生气 蚀，因为它的下游压力更有可能升至液体 蒸汽压力之上。

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