上海申弘閥門有限公司
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化工閥門雷諾數(shù)Re計算 化工閥門雷諾數(shù) 什么是雷諾數(shù)Re 化工閥門流量計算 化工閥門選型
之前介紹JIS日標(biāo)不銹鋼截止閥標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在介紹化工閥門雷諾數(shù)Re計算雷諾數(shù)
根據(jù)上面雷諾實驗的結(jié)果，初看起來，似乎利用臨界速度作為判別層流或紊（湍）流的準(zhǔn)則將是非常簡單的，但是這種簡單的判別準(zhǔn)則在實用上好處不大．因為臨界速度本身并不是一個獨立不變的量．它是與流體的性質(zhì)以及過流斷面的幾何形狀等因素有關(guān)的．對于不同的流體或者不同大小的管道就會有不同的臨界速度。如果我們用臨界速度來作為判別流態(tài)的準(zhǔn)則，那么我們對每一具體流動都需要用試驗的辦法來確定其臨界速度。很顯然，這樣做不僅麻煩而且常常是很團(tuán)難的，為此只好另想辦法了。
根據(jù)實驗研究的結(jié)果，臨界速度主要與流體的黏性以及過流斷面的幾何形狀有關(guān)。它與流體的運動黏性系數(shù)v（v的單位：cm2 js）成正比，即：
如果流體的黏性大，則當(dāng)流體流動時，其摩擦阻力也大．因此流體質(zhì)點的運動更加混亂，也就是說它的臨界速度要增大，此外，對于幾何形狀相似的過流斷面而言，臨界速度與*動每一平均速度都相應(yīng)于一個無因次的雷諾數(shù)。
化工閥門雷諾數(shù)Re計算實驗操作
1、關(guān)閉流量調(diào)節(jié)閥門，啟動水泵；
2、調(diào)整閥門V1～V5開關(guān)，確定測量管路；
3、打開對應(yīng)引壓管切換閥門和壓差傳感器閥門，進(jìn)行主管路、測壓管路排氣；
4、排氣結(jié)束，關(guān)閉傳感器閥門，檢查其數(shù)值回零，否則繼續(xù)排氣；
5、確定量程，布點，改變水流量測多組數(shù)據(jù)；3-1
6、所有參數(shù)在儀表柜集中顯示，水流量/m?h，壓降/kPa，溫度/℃；
7、層流實驗水流量由量筒和秒表測出；
8、測完所有數(shù)據(jù)，停泵，開傳感器排氣閥，關(guān)閉切換閥門；
9、檢查數(shù)據(jù)，整理好儀器設(shè)備，實驗結(jié)束。
由上面這三個關(guān)系式，我們可以清楚的看出，對于流動平均流速u，與其臨界速度。之間的比較，可以*用相應(yīng)于這些速度的雷諾數(shù)之間的比較來代替。而且特別有意義的是，由于雷諾數(shù)是綜合的概括了影響流體流動狀態(tài)的各種因素。因此．對于流過斷面幾何相似的流動而言，不管過流斷面的尺寸大小如何，也不管液體的性質(zhì)如何，在實用上可以認(rèn)為其臨界雷諾數(shù)R島及Re'。值始終保持為一常數(shù)。因為當(dāng)管徑d增大，其v必然減小，因而在Re.表達(dá)式的分子中，一項增大，另一項減?。詫e.的值影響不大；另外，當(dāng)流體的運動黏性系數(shù)”增大．則“也增大，在Re．的表達(dá)式中．分子、分母同時增大，所以對Re。的值也不會影響。
根據(jù)前面的討論．既然流體平均速度與臨界速度之間的比較，可以用相應(yīng)于這些速度的雷諾數(shù)之間的比較來代替。而且，對于過流斷面幾何相似的流動而言，其臨界雷諾數(shù)都是不變的。因此我們就沒有必要根據(jù)前面所討論的那樣．利用速度與臨界速度之間的比較來判斷流體流動的狀態(tài)，而且可以代之以根據(jù)相應(yīng)于這些速度的雷諾數(shù)之間的比較來判斷流動的態(tài)，也即臨界雷諾數(shù)成為了我們判別流態(tài)的準(zhǔn)則，即化工閥門是化工管路上控制介質(zhì)流動的一種重要附件。閥門由閥體、啟閉機構(gòu)、閥蓋三大部分組成，常用閥門的結(jié)構(gòu)特點及其正確使用注意事項。
一、 化工閥門的作用
1、啟閉作用——切斷或溝通管內(nèi)流體的流動；
2、調(diào)節(jié)作用——調(diào)節(jié)管內(nèi)流量、流速；
3、節(jié)流作用——使流體通過閥門后產(chǎn)生很大的壓力降；
4、其他作用——a.自動啟閉 b.維持一定壓力 c.阻汽排水。
二、 化工閥門的種類
1、按用途分：上海申弘閥門有限公司主營閥門有：截止閥,電動截止閥截斷閥類、調(diào)節(jié)閥類、分流閥類、止回閥類、安全閥類；
2、按作用力分：他動作用閥門、自動作用閥門。
應(yīng)該注意對于圓管中的有壓流動．其上臨界雷諾數(shù)值是*不固定的，它往往取決于進(jìn)行實驗的情況，同時．在實際計算中，Re’。也沒有多大意義，在兩種流態(tài)都可能存在的情況下．一般都應(yīng)該按紊（湍）流來進(jìn)行計算，因為紊（湍）流時的阻力較層流大，按紊（湍）流計算偏于安全，因此，在實際計算中應(yīng)把下臨界雷諾數(shù)作為層流與紊（湍）流的分界點，而把過渡區(qū)當(dāng)作紊（湍）流情況來處理。即：
當(dāng)Re<Re。按層流計算
Re>Re。按紊（湍）流計算
zui后}l充說明一點，前面是以圓管為對象進(jìn)行討論的，其斷面的大小是用直徑d來加以表示，實際土，上面所得出的結(jié)論對于流過斷面為任意形狀的均勻液流來講都是適用的。同時對于斷面為任意形狀的液流，其雷諾數(shù)的一般形式為： Re=vl_jy
上式與圓管的雷諾數(shù)公式基本相同，式中L為表征過流斷面大小的任意線性長度。很顯然，如果我們選用不同的線性長度L，那么相應(yīng)于同一平均速度的雷諾數(shù)值也將是不同的。但是，我們必須注意的是．如果我們用兩個相比較的雷諾數(shù)的計算公式中，一定要選用同一個線性長度L（例如，要么都用水力半徑R，要么都用濕周X）。因此，在應(yīng)用雷諾數(shù)時，經(jīng)常要指明我們所選用的線性長度。為此，或者是完整的寫出雷諾數(shù)的公式，或者在雷諾數(shù)的符號旁邊加上附標(biāo)。指明所選用的線性長度．例如Red、Re。等。
1-91何為不可壓縮流體的阻塞流？
對于不可壓縮流體，控制閥前壓力p．保持一定，逐步降低閥后壓力P2時，流過控制閥的流量會逐漸增加，但當(dāng)閥后壓力p：降到某一數(shù)值后，再進(jìn)一步降低閥后壓力，不能使流量再增大，即流過控制閥的流量有一個zui大極限值Q—，稱該流量為阻塞流量(chocked flow)。圖1 8是流量與閥兩端壓降的關(guān)系曲線。如果實際控制閥兩端的壓降大于阻塞流對應(yīng)的壓降△p。，時，就不應(yīng)采用該壓降來計算流量系數(shù)，而應(yīng)采用阻塞流對應(yīng)的臨界壓降△p。，計算流量系數(shù)。它是發(fā)生阻塞流時的zui大匪降，即p。，是發(fā)生阻塞流時的zui小出口壓力。恒定時Q與／Ap的關(guān)系曲線
根據(jù)伯努力方程，對不可壓縮流體，當(dāng)流體節(jié)流時，流速增大，壓力降低，zui大流速處具有zui低的壓力。但是，在節(jié)流后，流束的截面并沒有立即擴大，而是繼續(xù)縮小．因此，zui大流速并不在節(jié)流處．而是在其下游稱為靜縮流處的某處，該處的壓力是Pvc隨流柬截面的擴大，壓力增高，流速降低．但zui終壓力不能恢復(fù)到人口壓力聲，，而為p：，即流過控制閥后壓力得到恢復(fù)，但電存在不可恢復(fù)的壓力損失：
調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)Kv，是調(diào)節(jié)閥的重要參數(shù)，它反映調(diào)節(jié)閥通過流體的能力，也就是調(diào)節(jié)閥的容量。根據(jù)調(diào)節(jié)閥流量系數(shù)Kv的計算，就可以確定選擇調(diào)節(jié)閥的口徑。為了正確選擇調(diào)節(jié)閥的口徑，必須正確計算出調(diào)節(jié)閥的額定流量系數(shù)Kv值。調(diào)節(jié)閥額定流量系數(shù)Kv的定義是：在規(guī)定條件下，即閥的兩端壓差為10Pa，流體的密度為lg/cm，額定行程時流經(jīng)調(diào)節(jié)閥以m/h或t/h的流量數(shù)。
1． 一般液體的Kv值計算
a． 非阻塞流
判別式：△P＜FL（P1－FFPV）
計算公式：Kv＝10QL
式中： FL－壓力恢復(fù)系數(shù)，見附表
FF－流體臨界壓力比系數(shù)，F(xiàn)F＝0.96－0.28
PV－閥入口溫度下，介質(zhì)的[wiki]飽和蒸汽壓[/wiki]（壓力），kPa
PC－流體熱力學(xué)臨界壓力（壓力），kPa
QL－液體流量m/h
ρ－液體密度g/cm
P1－閥前壓力（壓力）kPa
P2－閥后壓力（壓力）kPa
b． 阻塞流
判別式：△P≥FL（P1－FFPV）
計算公式：Kv＝10QL
式中：各字符含義及單位同前
2． 氣體的Kv值計算
a． 一般氣體
當(dāng)P2＞0.5P1時
當(dāng)P2≤0.5P1時
式中： Qg－標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣體流量Nm/h
Pm-(P1+P2)/2(P1、P2為壓力)kPa
△P＝P1－P2
G －氣體比重（空氣G＝1）
t －氣體溫度℃
b．高壓氣體（PN＞10MPa）
當(dāng)P2＞0.5P1時
當(dāng)P2≤0.5P1時
式中：Z-氣體壓縮系數(shù)，可查GB/T 2624-81《流量測量節(jié)流裝置的設(shè)計安裝和使用》
3． 低雷諾數(shù)修正（高粘度液體KV值的計算）
液體粘度過高或流速過低時，由于雷諾數(shù)下降，改變了流經(jīng)調(diào)節(jié)閥流體的流動狀態(tài)，在Rev<2300時流體處于低速層流，這樣按原來公式計算出的KV值，誤差較大，必須進(jìn)行修正。此時計算公式應(yīng)為：
式中：Φ―粘度修正系數(shù)，由Rev查FR－Rev曲線求得；QL－液體流量 m/h
對于單座閥、套筒閥、角閥等只有一個流路的閥
對于雙座閥、蝶閥等具有二個平行流路的閥
式中：Kv′―不考慮粘度修正時計算的流量系
ν ―流體運動粘度mm/s
FR －Rev關(guān)系曲線
FR-Rev關(guān)系圖
4． 水蒸氣的Kv值的計算
a． 飽和蒸汽
當(dāng)P2＞0.5P1時
當(dāng)P2≤0.5P1時
式中：G―蒸汽流量kg/h，P1、P2含義及單位同前，K－蒸汽修正系數(shù)，部分蒸汽的K值如下：水蒸汽：K＝19.4；氨蒸汽：K＝25；氟里昂11：K＝68.5；甲烷、乙烯蒸汽：K＝37；丙烷、丙烯蒸汽：K＝41.5；丁烷、異丁烷蒸汽：K＝43.5。
b． 過熱水蒸汽
當(dāng)P2＞0.5P1時
當(dāng)P2≤0.5P1時
式中：△t―水蒸汽過熱度℃，Gs、P1、P2含義及單位同前。
式中，d為管道內(nèi)徑，因為管壁總是要限制流體混亂運動的自由的。當(dāng)流過斷面越大，這種限制作用就越小，因而流體質(zhì)點的運動也就越容易混亂．也即流動的臨界速度減小了。
如果把影響臨界速度的兩個因素綜合起來．則可以表示為：化工發(fā)展突飛猛進(jìn),隨著化工生產(chǎn)的需要,各種閥門應(yīng)運而生。綜觀當(dāng)今閥門市場,真是五花八門,各具特點,但是許多閥門都是由一些常用的基本閥門派生出來的。例如,柱塞閥白于v和d值對于每一具體流體而言是—個固定值，因此，根據(jù)上面的關(guān)系式．對于這與本文相關(guān)的產(chǎn)品有不銹鋼波紋管密封安全閥
