閥門知識

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      閃蒸和氣蝕的定義與解釋

      作者:中鼎閥門 時間:2024-12-07 10:54:38 閱讀:

      在工業(yè)應用中,閃蒸和氣蝕是需要特別注意和預防的現(xiàn)象,其可能導致設備失效和生產中斷。那么什么是閃蒸、氣蝕?

      閃蒸

      閃蒸(Flash Evaporation)是指將液體快速加熱到其飽和蒸氣壓以上的溫度,使液體瞬間蒸發(fā)成為蒸汽的過程。閃蒸通常是在低壓條件下進行的,例如在真空蒸餾、萃取、干燥等工藝中經常使用。閃蒸可以通過提高液體溫度或減小環(huán)境壓力來實現(xiàn)。

      在閃蒸過程中,液體中的一部分分子獲得了足夠的能量,克服了液體表面的張力,從液體表面脫離成為蒸汽。閃蒸的優(yōu)點包括操作簡單、效率高、耗能低、分離效果好等。常見的應用包括化學工業(yè)中的分離、食品加工中的濃縮等。

      氣蝕

      氣蝕(Erosion Corrosion)是指在流體中運動的流體或氣體中懸浮著的固體顆粒、液滴等高速沖擊金屬表面,導致金屬表面局部磨損和腐蝕的一種腐蝕形式。氣蝕通常會發(fā)生在高速流動或高壓環(huán)境下,如水力發(fā)電機、離心泵、噴嘴、閥門等設備中。

      氣蝕的腐蝕機理復雜,通常包括以下幾個方面:

      1.機械沖擊:高速流體或氣體中懸浮著的固體顆粒、液滴等會高速撞擊金屬表面,導致表面磨損。

      2.電化學腐蝕:流體中的離子會與金屬表面發(fā)生電化學反應,加速了金屬的腐蝕。

      3.疲勞腐蝕:金屬表面的局部磨損和腐蝕會導致金屬表面出現(xiàn)微小裂紋,從而促進了疲勞破壞的發(fā)生。

      氣蝕對設備的危害很大,不僅會導致設備的性能下降,還會縮短設備的使用壽命,甚至引發(fā)設備故障。為了防止氣蝕的發(fā)生,可以采用以下措施:

      1.使用耐氣蝕材料,如不銹鋼、高合金鋼等。

      2.改變流體流動方式,減小流體的速度和壓力,降低氣蝕的風險。

      3.增加流體中懸浮物的過濾和清理,減少顆粒對金屬表面的撞擊。

      4.進行定期的檢查和維護,及時更換受損部件。

      閃蒸示意圖

      氣蝕和閃蒸是液體流過調節(jié)閥在一定條件下出現(xiàn)的兩相現(xiàn)象。空化和閃蒸的第一階段是相似的;液體壓力降低到蒸氣壓以下,產生氣泡。這與眾所周知的沸騰現(xiàn)象相同。然而,在控制閥中,沸騰是通過節(jié)流過程中的壓降而不是溫度升高來實現(xiàn)的。

      空化和閃蒸的第二階段彼此不同。在空化中,當壓力恢復到高于蒸汽壓時,蒸汽泡會迅速破裂,從而產生壓力沖擊。在最壞的情況下,壓力沖擊可能會對閥門造成機械損壞。在閃蒸條件下,壓力不會恢復到蒸氣壓以上,因為下游壓力低于蒸氣壓。蒸汽泡不會破裂,因此閥門出口側的流體部分是蒸汽,部分是液體。

      預測氣蝕損壞取決于許多因素

      預測氣蝕損壞很復雜,因為它取決于許多因素,例如壓降、流動介質、閥門類型和材料。空化的開始稱為初期或部分空化,不應與初期損壞相混淆。初期空化可用于預測空化噪聲,但不能用于預測損壞。維美德的氣蝕標準是基于噪聲限制和代表阻塞流壓降的終端壓降。但是,在某些應用中,通常是低壓差和小閥門尺寸,即使阻塞流也不會有危險。

      閃爍會導致類似于侵蝕的問題

      由于高出口速度,閃蒸流可能會導致與侵蝕相同的問題。與氣蝕不同,閃蒸不能通過閥門選擇來防止,因為它純粹是由工藝條件引起的。因此 Q 閥通常不用于閃蒸服務。流向關閉方向的標準 Finetrol 提供了一種經濟的解決方案,而不是使用管線尺寸的截止閥。Finetrol 已成功用于閃光應用;表面硬化的閥內件和閥座確保閥門能夠處理甚至嚴重的閃蒸條件。流線型的閥塞和閥座在管道中部引導流動,閥后的膨脹器保證了足夠的兩相流空間。

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