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蒸汽流量計

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如何在開放系統中避免蒸汽流量計空化問題

來源:作者:發表時間:2019-07-02

任何參與流體流量計送系統設計或應用的人都熟悉NPSH或凈正吸入頭。我們通常將NPSH等同于一個單一的問題:蒸汽流量計的吸力是否有足夠的壓力以確保流量計不會產生氣穴?我們將空化與噪音,低效率和破損流量計聯系起來。雖然所有這一切看起來都非常簡單,但實際上比許多人在最后一次接觸主題時理解或記憶要復雜得多。這個簡短的系列填補了NPSH的所有空白及其與蒸汽流量計選擇的相關性,因此機械專業人員真正擁有選擇不會產生空穴的流量計所需的工具。
什么是空化?
在我們開始討論NPSH之前,了解什么是空化是很重要的。牢牢掌握這種嘈雜,昂貴的現象將有助于您更好地了解NPSH以及為什么它是蒸汽流量計送設計的關鍵部分,特別是在開放式系統中。為何開放系統?因為開放系統只有大氣壓力才能使用。
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如果流量計送水的壓力低于其蒸汽壓力,則形成蒸汽袋。你基本上是在一個應該是水力系統的東西。當水的壓力隨后增加到其蒸汽壓力以上時,這些蒸汽袋將會坍塌,產生高達100,000PSI的強大內爆。這些強大的內爆會產生許多不必要的情況,包括:
噪音過大
由于蒸汽泡形成和坍塌導致蒸汽流量計葉輪損壞
流量計曲線發生劇烈變化,因為流量計不能同時輸送液體和蒸汽
由于葉輪撞擊液體和蒸汽的交替體而導致流量計軸損壞
流量計密封失效,因為蒸汽閃蒸導致“干”密封操作和快速磨損
必需的NPSH:移動目標
什么會導致系統水的蒸汽壓力(水開始沸騰的壓力)下降?
許多人沒有意識到所有離心流量計都具有在吸入和排出之間發生的內部壓降。這就是為什么所有蒸汽流量計制造商在特定流量下為其流量計發布所需的NPSH的原因。對于給定的蒸汽流量計曲線,所需的NPSH隨流量增加。因此,流量計的吸入壓力(這是NPSH的壓力)必須高于流量計吸入(Ps)法蘭處的壓力減去葉輪葉片入口處蒸汽流量計內部可能出現的最小壓力(PV):
要求的NPSH=Ps-Pv
流量計的內部壓降是一個考慮因素。另一個問題與溫度和水蒸汽壓力之間的動態關系有關。
你知道85°F的水可以鍋爐嗎?在任何給定的溫度下,如果施加在水上的壓力下降到低于其蒸汽壓力,它將開始閃蒸成蒸汽。對于85°F的水,水蒸氣壓為-14PSIG。這意味著如果你將85°F水的壓力降至-14PSIG,它將變成蒸汽!如果壓力足夠低,您甚至可以將33°F的水轉變為蒸汽。下圖顯示了不同溫度下水的蒸氣壓。
故事的寓意是,所需的NPSH(NPSHR)在某種程度上是一個移動的目標。工程師必須非常小心開放式系統,以確保他們選擇能夠在可用NPSH范圍內安全運行的蒸汽流量計。
在接下來的幾周內,我們將向您展示如何掌握影響NPSHA和NPSHR的所有變量,以便您的蒸汽流量計選擇安靜,高效且持久。
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