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如何消除美国ASCO电磁阀的“气蚀”现象？
美国ASCO电磁阀气蚀是一种水力流动现象,气蚀的直接原因是管道流体因阻力的突变产生了闪蒸及空化。在工艺系统中调节阀属节流部件,起变阻力元件的作用,其核心是一个可移动的阀瓣与不动的阀座之间形成的节流窗口,改变阀瓣位置就可改变调节阀的阻力特性,进而改变整个工艺系统的阻力特性。在高压差(△p>2.5MPa)时,美国ASCO电磁阀的调节过程就是阻力的突变过程,此过程极易产生气蚀。为便于分析,将美国ASCO电磁阀的节流过程模拟为节流孔调节式。
可以看出进口压力为p1,流速为V1的流体流经节流孔时,流速突然急剧增加,根据流体能量守恒定律,流速增加静压力便骤然下降。当出口压力p2达到或者低于该流体所在情况下的饱和蒸汽压pv时,部分液体就汽化为气体,形成气液两相共存的现象,此既为闪蒸的形成。如果产生闪蒸之后,p2不是保持在饱和蒸汽压之下,在离开节流孔后随着流道截面的增大流速相应减小,阀后压力急骤上升。
升高的压力压缩闪蒸产生的气泡,气泡由圆形变为椭圆形,随后达到临界尺寸的气泡上游表面开始变平,然后突然爆裂。
所有的能量集中在破裂点上,产生巨大的冲击力,其强度可达几千牛顿。此冲击力冲撞在阀瓣、阀座和阀体上,使其表面产生塑性变形,形成一个个粗糙的蜂窝渣孔,这便是气蚀形成的过程。气蚀现象不仅仅存在于高压差的美国ASCO电磁阀内部,在工业生产的很多领域都存在此现象。
3、防止气蚀的措施
3.1、类型选择
从分析可以看出,产生气蚀是因为发生了空化,而发生空化的原因是节流引起了压力的突变,因此应避免空化的产生。而产生空化的临界压差即阻塞流形成的压差△pT为
△pT=FL2(p1-pvc)
式中FL———压力恢复系数
在工艺条件允许的情况下尽量选用△p<△pT的阀门,即选用压力恢复系数小的阀门,如美国ASCO电磁阀阀等。如果工艺条件必须使△p>△pT,可以将两个美国ASCO电磁阀串联起来使用,这样每个美国ASCO电磁阀阀的压差△p都小于△pT,空化便不会产生。如果阀的压差△p小于2.5MPa,一般不会产生气蚀,即使有气蚀的产生也不会对阀门造成严重的损坏。
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