阀门流量流阻系数试验装置设计, 在计量收费的供水系统中占有非常重要的地位。因此, 如何正确的进行流量调节阀的选型与设计, 就显得特别关键。本文从流量调节阀的构造及工作原理着手, 提出在调节阀的选型与设计中应留意的问题。在温控阀的选型设计中, 在选出与管道同口径的温控阀的同时, 还要给选定的温控阀造成一个理想的工作条件, 以适用计算机监控系统中进行流量调节的设备。本文重点分析, 如何利用流量流阻系数的特性曲线分析阀门的调节性能, 如何解决阀门在小开度情况下减少水汽现象等问题, 对阀门流量流阻系数试验装置设计进行了深层次的阐述。
1 阀门流量流阻系数测试装置原理及设计探讨
阀门流阻系数可以衡量动力设备的主要功率消耗, 可以衡量阀门的流通能力。因此, 阀门流量流阻系数测试对阀门产品的改进, 减少流体工程系统设计动力消耗, 具有十分重要的意义。
1.1 阀门流量流阻系数试验装置工作原理
阀门流量流阻测试装置是一套阀门流量系数、流阻系数和试验的计算机自动测试系统。该装置适用于水流通过阀门达到稳流时, 测定通用阀门常压下的流量系数和流阻系数, 调节常压下的流量系数、额定流量系数、固有流量特性进行调压试验、流量试验、流量特性试验和压力特性试验。试验时模拟水流动状态, 可测不同进口压力及不同流量下的流量特性和压力特性。
装置设计结构测试系统主要由循环水池、动力系统、稳压装置、测试管路、数据采集系统和自动控制系统等组成。循环水池提供试验介质, 动力系统为多泵并联, 为试验提供介质循环, 满足试验要求的流量和压差。稳压装置为试验测试获得稳定的流场数据, 系统采用充气稳压容器法和变频泵将低频脉动法, 消除流场不稳定现象。
1.2 阀门流量流阻系数试验装置数据采集和自动控制
试验装置通过控制台集中进行数据采集和自动控制, 流量调节远程控制, 设备均通过控制系统的触摸屏进行操作。各测试数据通过多通道数据采集器集中采集, 各种数据可传输到计算机软件中, 并进行数据处理形成数据表和绘制曲线。
阀门流量流阻系数试验装置数据采集和自动控制, 系统实行计流量收费可以节约能源, 进步供水系统的能效。测试管路通过不同的变径满足不同阀门的压力和流量测试, 数据采集系统由电磁流量计、压力变送器, 差压变送器、温度变送器、数据采集器、计算机、数据处理软件等组成, 显示和分析测试过程中的数据和信息。自动控制系统由水泵动力柜和流量试验控制柜等组成, 接收操作指令完成测试流程。
2 阀门流量流阻系数试验装置设计科学化设施方案
阀门的流量系数是衡量阀门流通能力的指标, 流量系数值越大说明流体经过阀门时的压力损失越小。阀门的流阻系数可以衡量流体通过阀门后主要功率消耗, 而阀门的流量系数、流阻系数取决于阀门的尺寸、形式、结构。因此, 阀门流量流阻系数测试对阀门产品改进, 为流体系统合理设计降低动力消耗, 能提科学化的可靠数据。
2.1 阀门的流量系数手动装置平衡阀的选型与设计
阀门特性曲线决定了阀门的调节性能, 这样的阀门是可以作为水利工况平衡调节使用的。由于, 阀门理论特性曲线是在顶压差下测定的, 而实际情况只要阀权度不为阀门在小开度线中的压力数值, 阀门特性曲线就可以正常反应水压情况。阀门前后压差大, 大开度阀前开启后导致阀值变大, 在大开度数值变小时, 使阀门实际工作曲线向快开方向偏移, 阀权度越小其偏移越大, 对于直线特性的阀门由于实际性能的偏移会导致阀门的有效调节的得开度空间变小。因此, 在阀权度为正常水力时实际工作曲线可能接近直线特性, 阀门的理论性曲线以下弦弧如等百分比特性为好。
通常阀门在小开度情况下阀门的流速过高, 在阀后会形成旺盛紊流的涡旋区, 涡旋区和新压力很低, 该处压力低于水温对应的饱和压力时水蒸气的闪发挥导致汽水击现象。严重的噪音引起阀门及管道的振动和阀门、管道、管支架的破坏。防治这种事故的发生, 首先, 在阀们流道设计上考虑阀塞和阀座在小开度时形成狭长的节流通道, 约束旺盛紊流涡旋的形成。其次, 选用阀门时尽量加大阀权度, 以避免阀门在小开度下运行。另外, 在不牵涉压力工况题目时尽量碱平衡阀安装在水温较低的回水管道上。
2.2 设置阀门流量流阻系数散热器温控阀
系统阀门根据流量测试的要求, 在每个主测试管路前后分别选用相应规格的手动, 以方便测试管路的选择。为方便流量控制和调节, 测试管路选用电动调节阀和测试管路选用电动偏心蝶阀, 水泵进出口管路以及试验管路还需设置必要的开关阀门和保护性阀门, 用户室内的温度控制是通过散热器恒温控制阀来实现的。
散热器恒温控制阀是由恒温控制器、流量调节阀以及一对连接件组成, 其中恒温控制器的核心部件是传感器单元, 即温包。温包可以感应四周环境温度的变化而产生体积变化, 带动调节阀阀芯产生位移, 进而调节散热器的水量来改变散热器的散热量。恒温阀设定温度可以人为调节, 恒温阀会按设定要求自动控制和调节散热器的水量, 从而来达到控制室内温度的目的。
温控阀一般是装在散热器前, 通过自动调节流量, 实现居民需要的室温。温控阀有二通温控阀和三通温控阀之分。三通温控阀主要用于带有跨越管的单管系统, 其分流系数可以在一定的范围内变动, 流量调节余地大, 结构较复杂。通温控阀有的用于双管系统, 有的用于单管系统。用于双管系统的通温控阀阻力较大, 用于单管系统的阻力较小。温控阀的感温包与阀体一般组装成一个整体, 感温包本身即是现场室内温度传感器。假如需要, 可以采用远程温度传感器, 远程温度传感器置于要求控温的房间, 阀体置于供热系统上的某一部位。温控阀是供热系统流量调节的最主要的调节设备, 其他调节阀都是辅助设备。因此, 温控阀是必备的。一个供热系统假如不设置温控阀就不能称之谓热计量收费系统, 在温控阀的设计中正确选型十分重要。
3 结语
阀门流量流阻测试装置测量范围广, 适用于通用阀门、调节阀和减压阀的流量系数、流阻系数和流量特性测试。装置采用变频与稳压容器结合的供水技术, 占地少, 稳压效果好, 压头较高且可以改变。采用高精度传感器和先进的数据采集器, 能同时完成流量、压差、温度等数据的采集, 提高了测试精度和自动化程度。设备控制和调节均通过控制柜上的触摸屏和调节表实现, 测试软件功能强大操作简便, 提高了阀门流量流阻测试效率和自动化水平。
摘要：利用阀门流量流阻系数试验装置设计, 对阀门样机进行了流量流阻系数试验, 得出了相应的试验数据与结论。本文介绍了一套阀门流量流阻系数试验装置, 该试验装置由主回路系统和三个辅助系统既补水系统、稳压系统、冷却水系统, 以及相应的测量控制系统等置设计具有较强的指导意义。
关键词：阀门流量,流阻系数,试验装置设计
参考文献
[1] 杨源泉.阀门设计手册[M].北京:机械工业出版社, 1992.
[2] 涂光备.供热计量技术[M].北京:中国建筑产业出版社, 2003.
[3] 施良.调节阀的选择[M].北京:中国建筑产业出版社, 1986.