流量曲线分析
阀门制造商通常为同一系列减压阀提供不同入口压力、同一出口压力下的多条流量曲线,以说明减压阀的工作范围。如图2所示,横轴表示介质流量,纵轴表示出口压力数值,入口压力用不同颜色的曲线表示,如3000psig(206.8bar)、2000psig(137.9bar)、1000psig(68.9bar)三种入口压力。当介质流量为0时,纵坐标所示出口压力即为减压阀出口设定压力。
流量曲线变化均呈现“衰减”趋势,即在某一特定入口压力及出口设定压力条件下,随着介质流量逐渐增大,出口压力逐渐降低。因为减压阀内部结构和元件的限制,导致减压阀在某一特定调压状态下无法提供完美的水平流量曲线,随着介质流量增大,当减压阀对介质流量变化进行响应时,出口压力会出现一定程度的压力损失。
在减压阀的实际应用过程中,通常要求在系统流量发生较大变化时,仍能保持相对恒定的出口压力。故减压阀流量曲线衰减越小时,减压阀的调压性能更优异。
流量曲线使用方法
对于某一型号的减压阀,首先确定该型号所对应的流量曲线图,然后根据实际的入口压力以及出口设定压力数值,选择该压力工况下对应的单条曲线;再根据横坐标流量刻度,找出其在曲线上所对应的点,结合该点纵坐标刻度即可读出在实际入口压力及介质流量下所对应的实际出口压力。如果在所提供的减压阀流量曲线中无法找到所需压力工况下的流量曲线图,则可在两条相邻的现有曲线之间类推出一条新曲线。
此外,制造商所供流量曲线通常在试验介质为氮气,试验温度为70℉(20℃)时测得,当实际系统使用其他介质及工作温度时,则需要根据式(2),将流量曲线中横坐标的流量刻度进行修正,而曲线趋势仍保持不变。
Q2 = Q1 X FG X FT 式 (2)
式中:Q1为初始流量刻度,Q2为修正后的流量刻度,FG为比重修正系数,FT为温度修正系数;其中FG和FT的取值可分别参考表1和表2。
表 1
砷化三氢
0.60
二氧化碳
0.80
氩气
氯化氢
0.84
0.87
硅烷
氧气
0.93
0.94
空气
氨气
0.98
1.28
氦气
氢气
2.65
3.72
表 2
-40
-40
1.12
-20
-28
1.10
0
-17
1.07
20
-6
1.05
70
20
1.00
100
37
0.97
150
65
0.93
212
100
0.89
250
121
0.86
300
148
0.84
350
176
0.81
400
204
0.78