久久精品首页_av日韩久久_一区二区视频在线观看_日韩国产精品视频

之前介紹JIS日標不銹鋼截止閥標準，現(xiàn)在介紹多噴孔套筒式調(diào)流閥設(shè)計活塞閥采用不同出口部件，其臨界汽蝕（氙）變化曲線如圖23-58所示。按式（23-6)計算的5值在圖23-58的乳曲線下方時，說明出現(xiàn)汽蝕，這時應(yīng)改變壓力值或更換出口部件類型。當(dāng)5值在曲線上方時，汽蝕不明顯，若有噪聲則是因為其他原因造成。

(1) 多噴孔套筒式調(diào)流閥設(shè)計概述

多噴孔調(diào)節(jié)閥，又稱套筒式調(diào)節(jié)閥，它分軸流式、淹沒式及Y形直列式。圖23-59所示為多噴孔軸流式調(diào)節(jié)閥。 對于管道水擊，理想的水擊控制多噴孔套筒式調(diào)流閥特性是使流量隨開度y線性變化，這時關(guān)閉調(diào)流閥引起的水擊壓力升高小。本文推導(dǎo)得到理想調(diào)流閥無量綱閥門流量系數(shù)S與開度y和管路特性之間的解析計算公式，計算研究了理想調(diào)流閥水擊控制的效果，提出了具體的實施方法。

多噴孔套筒式調(diào)流閥的誕生已經(jīng)有40年的歷史(Miller，1969;Burg，1977)，目前在輸水工程中獲得廣泛應(yīng)用。多噴孔套筒式調(diào)流閥有如下優(yōu)點：(1)可以在高壓差環(huán)境下，長期無氣蝕運行;(2)可以全程(由全開到全關(guān))調(diào)流調(diào)壓，調(diào)流精度高，一般為過流量的±0.5%;(3)無危害性噪音和振動，用于清水時，可以長期*運行，使用壽命長達30～50年;(4)可以采用電力、液壓等多種方式驅(qū)動，既可以現(xiàn)場操作，也可以遠方控制;(5)消能、減壓范圍廣，能適應(yīng)上游水頭的不斷變化。

現(xiàn)有多噴孔套筒式調(diào)流閥無量綱閥門流量系數(shù)S和開度y特性曲線是線性的，或者上凸的，的研究表明，對中高水頭、長距離、大流量管道輸水工程，現(xiàn)有調(diào)流閥特性的設(shè)計存在水擊過程控制困難的問題，其原因是在大開度時，流量隨開度y的減小改變不大，使得流量的改變集中在小開度，導(dǎo)致水擊壓力過大，或者關(guān)閉時間太長而無法實施。為此，2009年筆者針對一個實際工程研究了適應(yīng)水擊控制的多噴孔套筒式調(diào)流閥，并被工程設(shè)計采用。

多噴孔套筒式調(diào)流閥設(shè)計現(xiàn)在的問題是，應(yīng)該依據(jù)什么設(shè)計適應(yīng)水擊控制的多噴孔套筒式調(diào)流閥?設(shè)計原理、方法、性能如何評估?

上海申弘閥門有限公司主營閥門有：截止閥,電動截止閥對于管道水擊，理想的水擊控制多噴孔套筒式調(diào)流閥，簡稱為理想調(diào)流閥，特性是使流量隨開度y線性變化，這時關(guān)閉閥門時的水壓與關(guān)閉時間成正比，在相同的線性關(guān)閉時間，調(diào)流閥引起的水擊壓力升高小。

本文將首先研究理想調(diào)流閥設(shè)計原理，然后通過計算研究理想調(diào)流閥水擊控制的效果。

1、理想調(diào)流閥設(shè)計原理
調(diào)流閥進出口水頭損失可描述為

適應(yīng)水擊控制的多噴孔套筒式調(diào)流閥設(shè)計原理
式中，ΔH為調(diào)流閥的水頭損失;Q為通過調(diào)流閥的水流流速;A為截面積;ζ為閥門局部阻力系數(shù);g為重力加速度。

式(1)可以改寫為

適應(yīng)水擊控制的多噴孔套筒式調(diào)流閥設(shè)計原理
式中，ΔHr為調(diào)流閥全開，即y=1.0時的調(diào)流閥的水頭損失，其中下標r表示調(diào)流閥全開;q=Q/Qr

適應(yīng)水擊控制的多噴孔套筒式調(diào)流閥設(shè)計原理
為無量綱閥門流量系數(shù)。

多噴孔套筒式調(diào)流閥設(shè)計圖1為輸水工程示意圖。

適應(yīng)水擊控制的多噴孔套筒式調(diào)流閥設(shè)計原理
圖1 輸水工程示意(高程單位：m)

參考圖1，管道上游水池與下游水庫的伯努利能量方程為

適應(yīng)水擊控制的多噴孔套筒式調(diào)流閥設(shè)計原理
式中，z1為上游水池水面高程;z2為下游水庫水面高程;S為管道阻抗系數(shù)。上式右邊第三項表示線路水頭損失。

將式(2)代入得

適應(yīng)水擊控制的多噴孔套筒式調(diào)流閥設(shè)計原理
式中，Δz=z1-z2。

由于閥門全開時 τ =1和Q=Qr，從式(4)可得

適應(yīng)水擊控制的多噴孔套筒式調(diào)流閥設(shè)計原理
當(dāng)假設(shè)流量Q隨閥門開度y線性變化時，有

適應(yīng)水擊控制的多噴孔套筒式調(diào)流閥設(shè)計原理
將式(5)和式(6)關(guān)系代入式(4)可得

適應(yīng)水擊控制的多噴孔套筒式調(diào)流閥設(shè)計原理
整理得

適應(yīng)水擊控制的多噴孔套筒式調(diào)流閥設(shè)計原理
式(7)就是理想水擊控制調(diào)流閥τ與y的關(guān)系。換句話說，只要滿足式(7)條件，流量就隨閥門開度線性變化。圖2示出了理想調(diào)流閥無量綱閥門流量系數(shù)S與閥門開度y的關(guān)系曲線。顯然，理想調(diào)流閥特性曲線是下凹型。

(2)    特性

噪聲小、振動小；具有耐汽蝕性能，具有流量、 壓力調(diào)節(jié)特性；有防堵塞及清、排雜物措施；可自動跟蹤調(diào)節(jié)閥后壓力、流量。

(3)    應(yīng)用場合

本閥應(yīng)用于自來水、引水、水電站、循環(huán)水等工程管路上或末端，作為壓力調(diào)節(jié)閥、流量調(diào)節(jié)閥或放水流通過小孔對撞于閥門的中心線上，徑向流速急速降低，在噴管的中央形成細小的紊流區(qū)，水內(nèi)部的劇烈碰撞和摩擦，消除了大部分的能量。該閥在消能的同時消除了汽蝕的產(chǎn)生，關(guān)鍵在于噴孔的孔形采用錐孔而不是直孔，水流在錐孔與直孔中的流態(tài)如圖 23-61所示。

(4)調(diào)流原理

閥門上游側(cè)管道中的水，從套筒外部經(jīng)過節(jié)流孔噴向內(nèi)部，再流向閥門下游側(cè)。由于噴出的水流在水中消能，同時使流體在離開閥壁后產(chǎn)生的汽蝕在水中消除，從而使該閥兼?zhèn)鋬?yōu)良的消能（減壓）效果和耐汽蝕性。流量或壓差的調(diào)節(jié)是通過執(zhí)行機構(gòu)帶動套筒 閘在噴管上滑動，從而使套管上參與工作的節(jié)流孔的個數(shù)增加或減少來進行調(diào)節(jié)的。

該閥是利用多束水流中心對撞來減壓消能的，小孔對稱分布于噴管的壁上，如圖23-60所示。因為直孔流態(tài)，壓力恢復(fù)在噴孔內(nèi)，氣泡在噴孔內(nèi)破裂，汽蝕會損壞噴孔，產(chǎn)生噪聲與振動，嚴重時危及套筒本體，影響閥門壽命；錐孔W流態(tài)不斷加速，水流速快的部位在噴孔外，從而減少振動，避免對噴孔產(chǎn)生汽蝕。此閥門能在用戶給定的：大工

作流量Qmax、小工作流量Qnin、大工作壓力差 AHn.x,小工作壓差四條指標線圍成的區(qū)域內(nèi)，通過調(diào)節(jié)閥門開度，達到工程需要的任意一個壓差和流量Q。

多噴孔套筒式調(diào)流閥設(shè)計原理閥門任一開度下流量與壓差的關(guān)系符合如下公式：

Kv=Q(忐)1/2    (23_7)

式中Kv——閥門在某開度下的流量系數(shù)（制造廠提供)；

Q    介質(zhì)（水）流量，m3/h;

p^介質(zhì)相對密度，對于水，取^二：^

AH一閥前后壓差，bar。

(5)具有防堵塞及清、排雜物措施

①由于該閥采用多小孔射流來減緩汽蝕，對于水中有草、雜物的情況是容易出現(xiàn)封堵故障的；

②本閥在底部設(shè)有排污閥和排污管接口來清排雜物；

③滑動套筒前端為硬質(zhì)合金刀口狀，能剪斷和刮下附在網(wǎng)孔套筒上的雜物，通過排污口排除；

④本閥門設(shè)有排污人孔或手孔蓋，可人工清排雜物；

⑤套筒上的節(jié)流孔直徑根據(jù)水質(zhì)及調(diào)節(jié)精度合理選取，使不太大的雜物直接通過網(wǎng)孔排向下游；

⑥本閥門具有反沖洗功能，能配合排污閥反沖洗排污。
山西省引黃北干線倒虹線路如圖3所示，依靠重力輸水。倒虹進口樁號為43755.64，管道中心高程為1242.80m。設(shè)置在線式多噴孔套筒式調(diào)流閥1，按2臺工作1臺備用考慮，單閥過流量按4.2m3/s設(shè)計，樁號為56520m，管道中心高程為1115.4m。倒虹出口處樁號為118 009.67，管道中心高程為1117.5m，設(shè)置球型閥2，后接水庫，水庫設(shè)計水位為1118.8m。線路全長74.25km，采用內(nèi)徑2.2m的PCCP輸水。

計算條件：倒虹吸管進口水位1247.3m，出口水庫水位1118.8m;管道糙率n=0.012;調(diào)流閥采用線性關(guān)閉。

初始條件：在線調(diào)流閥1和球型閥2全開，相對開度y=1.0，流量8.4m3/s。研究表明，采用原來廠家提供的多噴孔套筒式調(diào)流閥，即使調(diào)流閥線性關(guān)閉時間為1500s，閥前水壓也高達149m水頭，見圖4，其中球型閥開度保持不變。

適應(yīng)水擊控制的多噴孔套筒式調(diào)流閥設(shè)計原理圖4 原廠家調(diào)流閥關(guān)閉水擊過渡過程當(dāng)用理想控制調(diào)流閥代替原來的調(diào)流閥，將本工程參數(shù)Δz=128.5m、ΔHr=4.9m代入式(7)得

多噴孔套筒式調(diào)流閥設(shè)計原理適應(yīng)水擊控制的多噴孔套筒式調(diào)流閥設(shè)計原理
據(jù)此可繪出如圖5所示理想調(diào)流閥特性曲線。當(dāng)理想調(diào)流閥線性關(guān)閉時間分別為200s、400s，則采用水擊特征線方法計算(楊開林，2000)可得圖6、圖7所示水擊過渡過程曲線，y1和q1分別是調(diào)流閥的相對開度和流量。

適應(yīng)水擊控制的多噴孔套筒式調(diào)流閥設(shè)計原理
圖5 理想水擊控制調(diào)流閥特性曲線

適應(yīng)水擊控制的多噴孔套筒式調(diào)流閥設(shè)計原理
圖6 理想調(diào)流閥關(guān)閉過渡過程

從圖6和圖7可得下述結(jié)論：(1)受水擊壓力的作用，流量與閥門開度近似成線性關(guān)系;(2)閥前水壓隨關(guān)閉時間的增加顯著減小;(3)在同樣的閥前水壓條件下，采用理想調(diào)流閥可以顯著縮短線性關(guān)閉時間。比較圖4和圖6，雖然理想調(diào)流閥線性關(guān)閉時間由原來廠家調(diào)流閥的1500s減少到200s，但是兩者閥前水壓幾乎相同。

3、多噴孔套筒式調(diào)流閥設(shè)計原理適應(yīng)水擊控制的多噴孔套筒式調(diào)流閥設(shè)計
綜上所述，理想調(diào)流閥改善管道水擊控制效果非常顯著。同時需要指出的是，由于理想調(diào)流閥流量與開度是線性正比關(guān)系，所以它也可以提高正常輸水流量控制的精度。

適應(yīng)水擊控制的多噴孔套筒式調(diào)流閥設(shè)計原理
圖7 理想調(diào)流閥關(guān)閉過渡過程

在理論上，制造廠可以通過設(shè)計閥標稱直徑以及閥體上噴孔的大小及沿周向和軸向的分布規(guī)律生產(chǎn)出理想調(diào)流閥，但是，在高水頭、大流量條件下，可能會大大增加調(diào)流閥閥體尺寸和生產(chǎn)成本。在這種情況下，可以采用折衷的辦法，生產(chǎn)實用的適應(yīng)水擊控制的多噴孔套筒式調(diào)流閥。其原則是：無量綱閥門流量系數(shù)S與閥門開度y特性曲線必須是下凹曲線或者折線，一般說來，設(shè)計的S與y曲線越接近理想調(diào)流閥越好。

4、多噴孔套筒式調(diào)流閥設(shè)計原理結(jié)語
對于管道水擊，理想的水擊控制多噴孔套筒式調(diào)流閥特性是使流量隨開度y線性變化，這時關(guān)閉閥門時的水壓與關(guān)閉時間成正比，在相同的線性關(guān)閉時間，調(diào)流閥引起的水擊壓力升高小。

本文解析推導(dǎo)得到設(shè)計理想調(diào)流閥無量綱閥門流量系數(shù)S與閥門開度y的計算公式，證明理想調(diào)流閥特性曲線是下凹形。理想調(diào)流閥不僅能夠顯著提高管道水擊控制效果，而且可以提高正常輸水流量控制的精度。

多噴孔套筒式調(diào)流閥設(shè)計原理制造廠可以通過設(shè)計閥標稱直徑以及閥體上噴孔的大小及沿周向和軸向的分布規(guī)律生成理想調(diào)流閥，也可以采用折衷的辦法，生產(chǎn)實用的適應(yīng)水擊控制的多噴孔套筒式調(diào)流閥。其原則是：無量綱閥門流量系數(shù)S與閥門開度y特性曲線必須是下凹曲線或者折線，一般說來，設(shè)計的S與y曲線越接近理想調(diào)流閥越好。與本文相關(guān)的產(chǎn)品有不銹鋼波紋管密封安全閥