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蒸汽流量计

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如何在开放系统中避免蒸汽流量计空化问题

来源:作者:发表时间:2019-07-02

任何参与流体流量计送系统设计或应用的人都熟悉NPSH或净正吸入头。我们通常将NPSH等同于一个单一的问题:蒸汽流量计的吸力是否有足够的压力以确保流量计不会产生气穴?我们将空化与噪音,低效率和破损流量计联系起来。虽然所有这一切看起来都非常简单,但实际上比许多人在最后一次接触主题时理解或记忆要复杂得多。这个简短的系列填补了NPSH的所有空白及其与蒸汽流量计选择的相关性,因此机械专业人员真正拥有选择不会产生空穴的流量计所需的工具。
什么是空化?
在我们开始讨论NPSH之前,了解什么是空化是很重要的。牢牢掌握这种嘈杂,昂贵的现象将有助于您更好地了解NPSH以及为什么它是蒸汽流量计送设计的关键部分,特别是在开放式系统中。为何开放系统?因为开放系统只有大气压力才能使用。
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如果流量计送水的压力低于其蒸汽压力,则形成蒸汽袋。你基本上是在一个应该是水力系统的东西。当水的压力随后增加到其蒸汽压力以上时,这些蒸汽袋将会坍塌,产生高达100,000PSI的强大内爆。这些强大的内爆会产生许多不必要的情况,包括:
噪音过大
由于蒸汽泡形成和坍塌导致蒸汽流量计叶轮损坏
流量计曲线发生剧烈变化,因为流量计不能同时输送液体和蒸汽
由于叶轮撞击液体和蒸汽的交替体而导致流量计轴损坏
流量计密封失效,因为蒸汽闪蒸导致“干”密封操作和快速磨损
必需的NPSH:移动目标
什么会导致系统水的蒸汽压力(水开始沸腾的压力)下降?
许多人没有意识到所有离心流量计都具有在吸入和排出之间发生的内部压降。这就是为什么所有蒸汽流量计制造商在特定流量下为其流量计发布所需的NPSH的原因。对于给定的蒸汽流量计曲线,所需的NPSH随流量增加。因此,流量计的吸入压力(这是NPSH的压力)必须高于流量计吸入(Ps)法兰处的压力减去叶轮叶片入口处蒸汽流量计内部可能出现的最小压力(PV):
要求的NPSH=Ps-Pv
流量计的内部压降是一个考虑因素。另一个问题与温度和水蒸汽压力之间的动态关系有关。
你知道85°F的水可以锅炉吗?在任何给定的温度下,如果施加在水上的压力下降到低于其蒸汽压力,它将开始闪蒸成蒸汽。对于85°F的水,水蒸气压为-14PSIG。这意味着如果你将85°F水的压力降至-14PSIG,它将变成蒸汽!如果压力足够低,您甚至可以将33°F的水转变为蒸汽。下图显示了不同温度下水的蒸气压。
故事的寓意是,所需的NPSH(NPSHR)在某种程度上是一个移动的目标。工程师必须非常小心开放式系统,以确保他们选择能够在可用NPSH范围内安全运行的蒸汽流量计。
在接下来的几周内,我们将向您展示如何掌握影响NPSHA和NPSHR的所有变量,以便您的蒸汽流量计选择安静,高效且持久。