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SMC电磁阀气蚀与闪蒸的危害分析及对策?
在SMC电磁阀的使用过程中,气蚀和闪蒸是Z为常见的流动现象,也是难以避免的现象。气蚀产生的蒸汽气泡、现象对阀内件的破坏相当严重,引起调节阀寿命的缩短;闪蒸会对阀芯产生严重的冲刷破坏,使阀芯和阀座密封处损害,SMC电磁阀阀门的关闭性能严重降低。气蚀和闪蒸还可能引起噪音,振动。因此克服调节阀的气蚀和闪蒸,显得尤为重要。
1 对SMC电磁阀产生气蚀和闪蒸的分析
气蚀和闪蒸都是针对于液体介质而言,液体介质在阀芯处节流时,由于静压降低到液体的饱和蒸汽压以下而使液体发生汽化的现象称为空化,介质流过阀座后,如果静压恢复到大于液体的饱和蒸气压时,原空化的蒸汽又恢复成液体状态,这时汽泡破裂会释放巨大的能量,会引起噪音、振动,导致阀内件损坏,这一现象称为气蚀;如果静压不能恢复到液体的饱和蒸气压,则流出阀体的将会是蒸汽或蒸汽液体混合物,此时会产生严重的冲刷和噪音,这一现象称为闪蒸。1~3来分别表示流体不产生气蚀、产生气蚀、产生闪蒸时流体在流经阀体内部时的压力变化。
1.1 不产生气蚀的压差范围
SMC电磁阀表示流体通过阀的时候,由于大于,不会引起沸腾现象,液体仍保持原有状态。
P1———阀的入口压力,P2———阀的出口压力,Pv———阀入口温度下的液体饱和蒸汽压力,
Pc———液体(热力学)临界压力,Pvc———流体缩流断面的压力.
产生气蚀状态的压差范围
表示降以下的液体压力,在出口侧又恢复到以上,原产生的气泡再破灭。
气蚀状态(Pvc<Pv,P2>Pv)
SMC电磁阀阀的入口压力,P2———阀的出口压力,Pv———阀入口温度下的液体饱和蒸汽压力,
SMC电磁阀液体(热力学)临界压力,Pvc———流体缩流断面的压力.
1.3 产生闪蒸状态的压差范围
SMC电磁阀仍在以下徘徊,也未恢复到以上的区域,出口侧出现气液两相的流体,这种现象称为闪蒸,此时阀内处于阻塞流状态,对流量影响极大。
SMC电磁阀闪蒸状态(P2<Pv)
P1———阀的入口压力,P2———阀的出口压力,Pv———阀入口温度下的液体饱和蒸汽压力,
Pc———液体(热力学)临界压力,Pvc———流体缩流断面的压力.
为便于对液体在阀内的流动状态分析,把一个有一定开度的调节阀模拟成一个同心孔板如图4所示。图4用以说明流体在阀内流动过程中各点的速度和压力的分布曲线。
SMC电磁阀流体通过阀门的压力和速度变化曲线
SMC电磁阀根据热力学*定律,如果流体流过系统边界层没有发热和做功的能量损失,在该系统中沿确定的基准面每点上的总能保持一定。流体通过孔板前开始收缩,以便通过孔板,其流速与流体面积成反比,故流速增加,因为速度与压力之和保持大约相,能量的相互转换必然会由于速度增加导致压力下降。
SMC电磁阀在邻近孔板的下游,流体将达到它的Z小截面,Z大速度和Z小压力,这点称为缩流(Pvc)。如果该点速度充分增加,压力降到蒸汽压,就使得在流体中产生空腔。这便是气蚀的*阶段。从离开缩流处的下游开始,由于流体摩擦引起流体减速,其结果使流体截面和压力增加,这一能量反向转换即“压力恢复”,在缩流处,压力减少到蒸汽压而形成的蒸汽泡在压力增加的下游不可能存在,而会挤压破裂恢复成液体状态,这一过程便是气蚀。
SMC电磁阀由于液体中空腔破裂产生的冲击波,向四周发射,当这种冲击波发生于邻近的固体边界层时,就产生一种高度挤压和连续不断的小撞击,任何一个确定的表面增量受到重复冲击趋于疲劳直*,细小金属层便会脱落。其他理论认为,在此基础上,还同时伴随着化学腐蚀过程。
SMC电磁阀就闪蒸液体而言,由于蒸汽体积常常大于液体体积,以致于使液滴趋向于达到蒸汽高速度。液滴冲击阀体表面如同固体颗粒冲击表面一样,使阀体材料损坏脱落。由于液体闪蒸产生的物理损坏一般发生在下游部分。如果阀门入口的液体接近于饱合状态,使得闪蒸开始发生于阀体的上游部分,则阀座与阀芯的密封表面也可能受到影响。