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節(jié)流過程中調(diào)節(jié)蝶閥的特性是怎樣的？
發(fā)布于：2019/9/19 9:33:31 點(diǎn)擊量：267
氣液混輸管線，其流動(dòng)情況復(fù)雜，主要原因有：①流動(dòng)不穩(wěn)定，流態(tài)多變；②管線中有液相積聚；③流動(dòng)規(guī)律復(fù)雜，流動(dòng)阻力大。由于液相的急劇擾動(dòng)，液相被氣相的拖帶，氣液相間的相對運(yùn)動(dòng)，以及液相的積聚等原因，使混流動(dòng)輸壓降比單相流動(dòng)大得多，流速小時(shí)差異更大。基于上述原因，目前尚無成熟的通用理論計(jì)算公式描述其特性規(guī)律。為了確定蝶閥的壓力損失、流量和調(diào)節(jié)閥開度的關(guān)系，采用實(shí)液標(biāo)定方法進(jìn)行，即在給定的流量（原油、天然氣、水的流量各自設(shè)定）下，采用高精度差壓變送器、壓力變送器、溫度變送器和流量計(jì)進(jìn)行在線測量，采用HY-103振動(dòng)測量儀檢測振動(dòng)情況。
試驗(yàn)內(nèi)容如下：
①測試蝶形閥門在不同的開度下，流量與壓差的關(guān)系，確定閥門的流量特性曲線檢測；
②觀察介質(zhì)在不同的配比情況下，流態(tài)和流型的變化；
③測試蝶形閥門在不同開度下的振動(dòng)和沖擊。
根據(jù)試驗(yàn)方案，進(jìn)行了單相（試驗(yàn)介質(zhì)為水）和氣液兩相（試驗(yàn)介質(zhì)為水和天然氣）的蝶閥特性曲線測試。
對于單相介質(zhì)（試驗(yàn)介質(zhì)為水）從試驗(yàn)中可得出以下結(jié)論：
（1）對于A形蝶閥，當(dāng)關(guān)度在50%以下，其流量調(diào)節(jié)作用不大；當(dāng)閥門關(guān)度在50%時(shí)，流量調(diào)節(jié)量為關(guān)度0時(shí)的18%（最大）；當(dāng)關(guān)度在50%以上，流量變化急劇；當(dāng)關(guān)度在80%時(shí)，閥門關(guān)閉。
（2）隨著閥門的關(guān)閉，入口壓力升高，差壓增大。閥門關(guān)度小于40%時(shí)，差壓變化小。當(dāng)閥門關(guān)度大于40%時(shí)，壓差變化明顯。
（3）振動(dòng)在測試過程中變化不大。
（4）對于牛頓流體，根據(jù)伯努力方程和連續(xù)性方程，可計(jì)算閥門的局部阻力系數(shù)。但因?yàn)橐韵略颍溆?jì)算結(jié)果僅作為參考值：
①液體流過局部裝置時(shí)形成漩渦區(qū)產(chǎn)生摩擦和碰撞現(xiàn)象，因而消耗能量；
②液體流過局部裝置時(shí)，其速度的大小和方向發(fā)生急劇變化，使液體的速度重新分布，引起液體的附加摩擦而消耗能量。
對于氣液兩相介質(zhì)，隨著閥門關(guān)閉角度的變化，壓差波動(dòng)幅度較大。當(dāng)閥門關(guān)度小于或等于50%時(shí)，通過通明管段觀察，產(chǎn)生段塞，壓差波動(dòng)幅度較大，特別在閥門關(guān)度30%～40%時(shí)，段塞發(fā)生頻率較高，且沖擊振動(dòng)較大。當(dāng)閥門關(guān)度60%時(shí)，流態(tài)發(fā)生變化，由原來的沖擊流態(tài)改變?yōu)椴盍鳎瑝翰畈▌?dòng)幅度很小。同時(shí)氣相的流量接近零。隨著閥門的關(guān)閉，液相的流量在減少。在關(guān)度小于或等于40%時(shí)，流量變化幅度不大，從現(xiàn)有的數(shù)據(jù)分析可知，變化幅度不大于10%。當(dāng)關(guān)度大于40%時(shí)變化幅度較大，直至為零。
氣相的流量變化與液相的流量變化一致。當(dāng)閥門關(guān)度30%～40%時(shí)，段塞發(fā)生頻率較高的原因：
①氣液流量變化幅度小；
②流通面積變小，當(dāng)關(guān)度為40%時(shí)，流通面積為全開流通面積的1/3，流速加快。當(dāng)閥門關(guān)度50%～60%時(shí)，氣相流量變化幅度較大。
在關(guān)度為60%時(shí)，氣相流量接近零，其主要原因：
①流通面積變小；
②由于氣液的比重相差懸殊，故在較小的流通面積上，以液相的流通為主。
閥門的沖擊與振動(dòng)在閥門關(guān)度為30%～40%最大。其主要原因是流量較大，流速較快，流通面積較小，同時(shí)段塞產(chǎn)生頻率較高。
通過試驗(yàn)證明，對于A型蝶閥，當(dāng)關(guān)度為80%時(shí)，接近全部關(guān)閉。
由于多相流流態(tài)復(fù)雜，同時(shí)影響因素較多，對閥板沖擊力的計(jì)算目前沒有統(tǒng)一的解析公式，可根據(jù)動(dòng)量方程進(jìn)行調(diào)節(jié)蝶閥閥板的最大沖擊力的估計(jì)，的出數(shù)據(jù)和結(jié)論。
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