當(dāng)管道前后壓差較大時(shí)，常采用節(jié)流孔板，其原理是：當(dāng)流體在管道中流動(dòng)時(shí)，由于孔板的局部阻力，流體的壓力降低，能量損失。這種現(xiàn)象在熱力學(xué)上稱為節(jié)流現(xiàn)象。這種方法比使用調(diào)節(jié)閥簡(jiǎn)單，但應(yīng)得當(dāng)，否則液體容易產(chǎn)生氣蝕，影響管道的安全運(yùn)行。
節(jié)流孔板的作用是在管道適當(dāng)?shù)牡胤娇s小孔徑，當(dāng)液體通過(guò)縮頸時(shí)，流束會(huì)變細(xì)或收縮。光束的橫截面出現(xiàn)在實(shí)際縮頸的下游，稱為縮頸橫截面。在收縮流段，流速大，流速的增加伴隨著收縮流段壓力的大幅降低。當(dāng)流動(dòng)擴(kuò)展到更大的區(qū)域時(shí)，速度降低，壓力升高，但下游壓力不會(huì)恢復(fù)到上游壓力，這是內(nèi)部湍流和能量消耗更大的結(jié)果。如果在相應(yīng)的液體溫度下，會(huì)聚段的壓力pvc下降到飽和蒸汽壓力pv以下，溶解在水中的蒸汽和氣體將從蒸汽流中逸出，形成與蒸汽和氣體混合的小氣泡。壓力越低，氣泡越多。如果孔板下游的壓力p2仍低于液體的飽和蒸汽壓，則下游管道中會(huì)繼續(xù)產(chǎn)生氣泡，存在汽液兩相混合物，稱為閃蒸。如果下游壓力高于液體的飽和蒸汽壓，氣泡會(huì)在高壓作用下迅速凝結(jié)破裂。在氣泡破裂的瞬間，會(huì)產(chǎn)生局部空洞，高壓水以較高的速度流向這些原始?xì)馀菟紦?jù)的空間，形成沖擊力。由于氣泡中的氣體和蒸汽不能在瞬間溶解凝結(jié)，在沖擊力的作用下被分割成小氣泡，然后被高壓水壓縮凝結(jié)。如此反復(fù)多次，產(chǎn)生一種類似于我們所能想象的砂石流過(guò)管道的噪音，這種現(xiàn)象稱為氣穴現(xiàn)象。在水錘壓力的作用下，流動(dòng)物質(zhì)表面疲勞并嚴(yán)重?fù)p壞。我們把氣泡形成、發(fā)展和破裂的全過(guò)程，造成物質(zhì)的破壞，稱為空化現(xiàn)象。
閃蒸和空化：閃蒸和空化的主要區(qū)別在于氣泡是否破裂。對(duì)于有閃蒸現(xiàn)象的系統(tǒng)管道，由于介質(zhì)為汽水兩相流，介質(zhì)的比容和流量加倍，沖蝕面磨損嚴(yán)重，表現(xiàn)為沖蝕面具有光滑打磨的外觀。閃蒸也會(huì)產(chǎn)生噪聲和振動(dòng)，但其聲級(jí)值一般在80 dB以下，沒(méi)有超過(guò)規(guī)范規(guī)定的允許范圍。否則，氣蝕會(huì)因氣泡破裂和高速?zèng)_擊而產(chǎn)生嚴(yán)重的噪聲，管道會(huì)產(chǎn)生較大的振動(dòng)。在較小面積的流道表面上，沖擊力形成的壓力可達(dá)數(shù)百甚至千兆帕，沖擊頻率可達(dá)每秒數(shù)萬(wàn)次，可能在短時(shí)間內(nèi)對(duì)沖刷面造成嚴(yán)重破壞，其表現(xiàn)就是沖刷面會(huì)產(chǎn)生類似煤渣的粗糙表面。此外，活性氣體，如從液體中逸出的氧氣，當(dāng)被氣泡冷凝時(shí)會(huì)放出熱量，也可以化學(xué)腐蝕金屬。
無(wú)論是閃蒸還是氣蝕，都會(huì)對(duì)管道造成不同程度的破壞，對(duì)安全運(yùn)行不利。因此，在選擇節(jié)流孔板時(shí)，應(yīng)避免這兩種情況的發(fā)生。由于孔板下游的壓力往往高于液體的飽和蒸汽壓，選擇孔板重要的是防止氣蝕。在實(shí)際工程應(yīng)用中，減壓系統(tǒng)采用多級(jí)節(jié)流孔板是可行的。為了防止管道內(nèi)的氣蝕，在選擇節(jié)流孔板時(shí)，須根據(jù)管道的實(shí)際情況計(jì)算節(jié)流孔板的數(shù)量和直徑。
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