阀门通径和介质流速之间的关系分析
阀门的流量与流速主要取决于阀门的通径,也与阀门的结构型式对介质的阻力有关,同时与阀门的压力、温度及介质的浓度等诸因素有着一定内在联系。
阀门的流道面积与流速、流量有着直接关系,而流速与流量是相互依存的两个量。当流量一定时,流速大,流道面积便可小些;流速小,流道面积就可以大些。反之,流道面积大,其流速小;流道面积小,其流速大。
介质的流速大,阀门通径可以小些,但阻力损失较大,阀门易损坏。流速大,对易燃易爆介质会产生静电效应,造成危险;流速太小,效率低,不经济。对粘度大和易爆的介质,应取较小的流速。油及粘度大的液体随粘度大小选择流速,一般取0.1~2m/s。
一般情况下,流量是已知的,流速可由经验确定。通过流速和流量可以计算阀门的公称通径。
阀门通径相同,其结构型式不同,流体的阻力也不一样。在相同条件下,阀门的阻力系数越大,流体通过阀门的流速、流量下降越多;阀门阻力系数越小,流体通过阀门的流速、流量下降越少。
各种介质常用流速见下表。
流体名称  | 使用条件  | 流速   | |
饱和蒸汽  | DN>200  | 30~40  | |
过热蒸汽  | DN>200  | 40~60  | |
低压蒸汽  | ρ<1.0(绝压)  | 15~20  | |
中压蒸汽  | Ρ=1.0~4.0(绝压)  | 20~40  | |
高压蒸汽  | Ρ=4.0~12.0(绝压)  | 40~60  | |
压缩气体  | 真空   | 5~10   | |
氧气  | Ρ=0~0.05(表压)   | 5~10  | |
煤气  | 2.5~15  | ||
半水煤气  | Ρ=0.1~0.15(表压)  | 10~15  | |
天然气  | 30  | ||
氮气  | Ρ=5~10(绝压)  | 15~25  | |
氨气  | 真空   | 15~25  | |
乙炔水  | 30  | ||
乙炔气  | ρ<0.01(表压)   | 3~4  | |
氯  | 气体   | 10~25  | |
氯化氢  | 气体   | 20  | |
液氨  | 真空   | 0.05~0.3  | |
氢氧化钠  | 浓度0~30%  | 2  | |
硫酸  | 浓度88%~93%  | 1.2  | |
盐酸  | 1.5  | ||
水及粘度  | Ρ=0.1~0.3(表压)   | 0.5~2   | |
自来水  | 主管Ρ=0.3(表压)   | 1.5~3.5   | |
锅炉给水  | >3  | ||
蒸汽冷凝水  | 0.5~1.5  | ||
冷凝水  | 自流  | 0.2~0.5  | |
过热水  | 2  | ||
海水、微碱水  | Ρ<0.6(表压)  | 1.5~2.5  | 
注:
DN值的单位为:mm;
Ρ值的单位为:MPa。
闸阀的阻力系数小,仅在0.1~1.5的范围内、;
口径大的闸阀,阻力系数为0.2~0.5;
缩口闸阀阻力系数大一些。
锻钢截止阀阻力系数最大,甚至高达8。
升降式止回阀阻力系数最大,高达12。
旋塞阀的阻力系数小,通常约为0.4~1.2。
隔膜阀的阻力系数一般在2.3左右。
蝶阀的阻力系数小,一般在0.5以内。
球阀的阻力系数最小,一般在0.1左右。
上述阀门的阻力系数是阀门全开状态下的数值。
阀门通径的选用,应考虑到阀门的加工精度和尺寸偏差,以及其它因素影响。阀门通径应有一定的富裕量,一般为15%。在实际的工作中,阀门通径随工艺管线的通径而定。


