閥門的流量系數(shù)是權(quán)衡閥門流通有經(jīng)驗的指標，流量系數(shù)字越大解釋明白流體通過閥門時的壓力虧損越小。閥門的流阻系數(shù)可以權(quán)衡流體經(jīng)過閥門后主邀功率耗費。而閥門的流量系數(shù)、流阻系數(shù)決定于于閥門的尺寸、方式、結(jié)構(gòu)，因為這個閥門流量流阻系數(shù)的嘗試對閥門產(chǎn)品改進、為流體工程系統(tǒng)減低功耗合理預(yù)設(shè)，能供給管用數(shù)值。

  1 裝置主要技術(shù)參變量與功能

  依據(jù)建設(shè)方對嘗試裝置的要求，本文預(yù)設(shè)的嘗試裝置主要技術(shù)參變量如下所述：

  ①能供給回路無上壓力：2.5MPa；②溫度：常溫（≤40℃）；③最大流量：150m3/h；④閥門最大口徑：100mm；⑤回路媒介：去離子水。

  嘗試裝置主邀功能為：當(dāng)流水經(jīng)過閥門達到穩(wěn)流時，標定各型閥門的流量系數(shù)與流阻系數(shù)，流量嘗試和流阻嘗試能滿意JB/T5296－1991《通用閥門流量系數(shù)和流阻系數(shù)的嘗試辦法》的要求。

  2 原理與組成

  閥門流量系數(shù)表達流體流經(jīng)閥門萌生單位壓力損錯過時機流體的流量：

  （1）

  式中：C為流量系數(shù)；Q為大小流量（m3/h）；為流體疏密程度（kg/m3）；P為閥門的壓力虧損（kPa）。

  閥門的流阻系數(shù)表達流體經(jīng)過閥門后的壓力虧損：

  （2）

  式中：K為閥門的流阻系數(shù)；P為被測閥門的壓力虧損（kPa）；為流體疏密程度（不銹鋼閥門kg/m3）；u為流體在管道內(nèi)的均勻流速（m/s）。

  （3）

  式中：Q為大小流量（m3/s）；A為管道通徑（m2）。

  勘測閥門穩(wěn)流時的流量、流阻系數(shù)，需經(jīng)過測取被測閥門的壓力虧損P、管道內(nèi)的流量Q，繼續(xù)往前計算出閥門的流量流阻系數(shù)。

  調(diào)節(jié)流量Q的變動，當(dāng)流水沒有脈動，并且達到穩(wěn)流狀況后記錄數(shù)值。當(dāng)Q顯露達到設(shè)定流量作別記錄下這些個流量對應(yīng)萌生的壓力虧損P1（可經(jīng)過三閥組和差壓勘測裝置勘測）。

  若用直管接替閥門，流水經(jīng)過直管會萌生沿程壓力虧損：

  （4）

  式中：P2為用光溜的直管路代替被測閥門，沿程壓力虧損（MPa）；為沿程壓力虧損系數(shù)；l為直管段長度（m）；d為管道通徑（m）；為流體疏密程度（kg/m3）；u為流體在管道內(nèi)的均勻流速（m/s）。可得出：

  （5）

  本文預(yù)設(shè)的嘗試裝置由1個主回路系統(tǒng)和3個匡助系統(tǒng)（保濕系統(tǒng)、穩(wěn)壓系統(tǒng)、冷卻水域統(tǒng)）以及相應(yīng)的扼制勘測系統(tǒng)等組成，工藝流程圖如圖1所示。

  圖1 工藝流程圖

  3 主回路系統(tǒng)

  1）功能

  主回路系統(tǒng)為閉式循環(huán)回路，功能是為被測試閥門供給牢穩(wěn)的流量。依據(jù)在場條件以及建設(shè)方需要，預(yù)設(shè)的流量范圍為（0～10）m3/h、（0～40）m3/h、（0～200）m3/h。

  2）組成及獨特的地方

  ①依據(jù)嘗試及在場背景要求，需求盡有可能減損泄露，極致減低噪聲，故選用2臺型號為P4L100－65－250/37－2的屏蔽泵。1臺屏蔽泵可供給80m3/h的流量，出口壓力2.5MPa。當(dāng)運用流量（0～10）m3/h、（0～40）m3/h，只需開始工作1臺屏蔽泵；當(dāng)運用流量為（80～200）m3/h，同時開始工作2臺屏蔽泵。

  ②3條通徑作別為DN25，DN50，DN100的測玻璃管段，每個測玻璃管段由1臺流量計、1臺電動調(diào)節(jié)閥、被測試閥門、1臺壓差計、2臺隔離閥、相應(yīng)的管路組成。

  DN25、DN50、DN100測玻璃管段的流量范圍作別為：（0～10）m3/h、（0～40）m3/h、（0～200）m3/h。DN25測玻璃管段可用于勘測DN15、DN20、DN25閥門；DN50測玻璃管段可用于測試DN32、DN40、DN50閥門；DN100測玻璃管段可用于測試DN65、DN80、DN100閥門。

  ③1條通徑為DN100的旁通管段，用于調(diào)節(jié)閥門嘗試段至定額壓力與流量。

  ④勘測儀表（流量計、壓力計、壓差計、溫度計）。各勘測儀表具備在場指使及扼制臺集中顯露功能，能對在場工況實時監(jiān)控。

  ⑤排氣閥門及相應(yīng)管路、附件。

  3）運行過程

  運行前先將主回路系統(tǒng)注滿水，而后在扼制室開始工作1臺或2臺屏蔽泵，經(jīng)過保濕系統(tǒng)、穩(wěn)壓系統(tǒng)、旁通閥將閥門被嘗試段壓力調(diào)至公稱壓力，流量調(diào)至所需流量值，而后行閥門流量流阻系數(shù)嘗試。

  4 匡助系統(tǒng)

  4.1 保濕系統(tǒng)

  1）功能

  保濕系統(tǒng)的功能是收繳造水域統(tǒng)萌生的去離子水，為主回路系統(tǒng)飽含水，并為穩(wěn)壓系統(tǒng)充水至預(yù)先規(guī)定水標位，補給主回路系統(tǒng)虧損的流量。

  2）組成及獨特的地方

  ①1臺保濕儲存箱，用于收繳造水域統(tǒng)萌生的去離子水。依據(jù)管道安置長度以及穩(wěn)壓器容量，挑選0.5m3的保濕儲存箱，能滿意嘗試用水量。

&e船用閥門msp; ②1臺補抽水機，本系統(tǒng)選用LJ4－500/3.2－Ⅵ的計量泵，可以依據(jù)預(yù)先選定好的流量或時間間隔來保濕。

  ③壓力計，具備在場指使及扼制臺集中顯露功能，能對在場工況實時監(jiān)控。

  ④閥門及相應(yīng)的管路附件。

  3）運行過程

  在扼制室內(nèi)或補抽水機前開始工作補抽水機，為主回路系統(tǒng)及穩(wěn)壓系統(tǒng)保濕，待主回路管道水滿（經(jīng)過仔細查看管道上的排氣閥，若排氣閥有水溢出，表達系統(tǒng)已注滿水），穩(wěn)壓器達到預(yù)先規(guī)定水標位后，休止補抽水機。

  4.2 穩(wěn)壓系統(tǒng)

  1）功能

  嘗試過程中，尤其是在經(jīng)過三閥組標定閥門壓差過程中，系統(tǒng)會虧損局部流量，系統(tǒng)壓力減低，穩(wěn)壓系統(tǒng)為主回路系統(tǒng)供給牢穩(wěn)的壓力。

  2）組成及獨特的地方

  ①兩臺氮氣瓶，一用一備，系統(tǒng)預(yù)設(shè)壓力為2.5MPa，選用壓力為4.0MPa的氮氣瓶，依據(jù)閥門嘗試公稱壓力需求，給穩(wěn)壓器氣相空間充至定額壓力。

  ②1臺穩(wěn)壓器，為節(jié)省氮胸襟，穩(wěn)壓器氣液空間比例選為1：4，為保證嘗試安全，穩(wěn)壓器上設(shè)置了1臺安全閥，超壓時半自動泄壓。

  ③壓力計、液位計，儀表具備在場指使及扼制臺集中顯露功能，穩(wěn)壓器液位到了設(shè)定水標位時，具備半自動報警功能。

  ④閥門及相應(yīng)的管路附件。

  3）運行過程

  主回路飽含水且穩(wěn)壓器的水標位達到預(yù)先規(guī)定的水標位后，敞開氮氣瓶給穩(wěn)壓器增大壓力至定額的壓力。

  4.3 冷卻水域統(tǒng)

  1）功能

  主回路系統(tǒng)辦公時，因為泵的功率虧損及流水管道磨擦，水的溫度會升漲，冷卻水域統(tǒng)的功能就是將主回路水的溫度降下來。

  2）組成及獨特的地方

  ①1臺冷卻盛水的箱子，收繳從來水，為冷卻水域統(tǒng)供給熱交換媒介，依據(jù)冷卻水域統(tǒng)一管理道容量，思索問題冷卻塔內(nèi)水的容量，以及換熱過程中的虧損，冷卻盛水的箱子的容量取0.5m3。

  ②1臺冷卻抽水機，用于冷卻水域統(tǒng)的循環(huán)，選用50DL12－12X4，流量：18m3/h，揚程48m。

  ③1臺冷卻塔，用于與主回路媒介熱交換后流水的散熱，選用BL－15冷卻塔，上場門為5℃溫差，流量為：18m3/h。

  ④1臺冷卻器，用于與主回路媒介施行熱交換，為多管式水冷卻器，導(dǎo)熱速率高，冷卻效果好。

  ⑤壓力計、溫度計，具備在場指使及扼制臺集中顯露功能，能對在場工況實時監(jiān)控。

  ⑥相應(yīng)的管路及管路附件。

  3）運行過程

  開始工作冷卻抽水機、冷卻風(fēng)機，冷卻流水經(jīng)冷卻器，與主回路熱媒介施行卡路里交換，加熱后的冷卻水再通過冷卻塔降低溫度，因此將主回路媒介溫度降下來。

  5 扼制勘測系統(tǒng)

  1）功能

  整個兒嘗試總站的電氣設(shè)施運行述況顯露、回路參變量的監(jiān)視檢測、嘗試參變量的設(shè)定和扼制等都是由它來完成的。該系統(tǒng)非常大程度上表決了嘗試總站參變量勘測的精密度和扼制操作的特別的性質(zhì)。

  2）組成及獨特的地方

  扼制勘測系統(tǒng)認為合適而使用散布式扼制方案，由以下2局部來完成勘測和扼制功能。

  ①集中扼制臺，設(shè)在扼制室，扼制臺完成整個兒嘗試總站的參變量顯露監(jiān)控、電動扼制閥的扼制、嘗試時的安全報警。扼制臺主機監(jiān)控界面如圖2所示。

  圖2 扼制臺主機監(jiān)控界面

  ②在場信號搜集柜，設(shè)在在場，完成在場全部信號的搜集與傳道輸送。

  集中扼制臺內(nèi)的主控單元為德國SIEMENS企業(yè)S7－300PLC、信號搜集柜的主控單元為德國SIEMENS企業(yè)S7－200PLC，組成了ProfibusDP總線，信號搜集柜負責(zé)在場的各種信號的搜集并處置有關(guān)電氣元件的動作，并把搜集來的信號經(jīng)過ProfibusDP總線傳道輸送到集中扼制臺內(nèi)的主控單元S7－300PLC上，在通過S7－300PLC處置最終把數(shù)值傳道輸送至上位機PC。

  3）運行過程

  在嘗試前著手為了查緝聲光報警系統(tǒng)的好壞，可按下試鈴按鍵，此時面板上的忽閃報警燈所有閃耀，蜂鳴器辦公。

  經(jīng)過按下相對應(yīng)調(diào)節(jié)閥的“開”閥按鍵或“關(guān)”閥按鍵，則可扼制相對應(yīng)的調(diào)節(jié)閥的開度，因此扼制其對應(yīng)管路內(nèi)的流量變動，其開度的變動在其對應(yīng)的數(shù)顯表中顯露。例如：調(diào)節(jié)閥扼制：按下“開”按鍵，開閥指使燈亮，調(diào)節(jié)閥開度數(shù)顯表的開度指使朝大的方向變動；按下“關(guān)”按鍵，關(guān)閥指使燈亮，此時調(diào)小曲節(jié)閥開度數(shù)顯表的開度指使朝小的方向變動。

  聲光報警的運用以“穩(wěn)壓器水標位高”為例，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)覺穩(wěn)壓器水標位高時散發(fā)報警信號，此時“穩(wěn)壓器水標位高”忽閃報警燈閃耀，同時蜂鳴器辦公；此時按下“消鈴”按鍵，“穩(wěn)壓器水標位高”忽閃報警燈休止閃耀并常亮，同時蜂鳴器休止辦公；當(dāng)系統(tǒng)發(fā)覺“穩(wěn)壓器水標位高”報警去掉消除時，此時“穩(wěn)壓器水標位高”忽閃報警燈半自動熄滅。

  6 嘗試數(shù)值

  嘗試應(yīng)按JB/T5296－91的規(guī)定施行，被測試的閥門在回路充水前即安裝在嘗試管段上，跟著陪著回路一塊兒升壓，達到嘗試要求的溫度和壓力后即可施行閥門的各項嘗試。

  開始工作主泵（當(dāng)需求的流量低于80m3/h開始工作1臺主泵，否則同時開始工作2臺主泵），主回路系統(tǒng)視事。在扼制室中調(diào)節(jié)電動調(diào)節(jié)閥可獲得5個流量：測試閥門的最小流量（Re＝4104）、25％最大流量、50％最大流量、75％最大流量和最大流量，同時差壓計可標定對應(yīng)流量下閥門出進口的壓差。以上嘗試數(shù)值將半自動貯存在計算機中，計算機對嘗試數(shù)值施行處置就可獲得被嘗試閥門的流量系數(shù)C和流阻系數(shù)K。

  本文對某閥門廠出產(chǎn)的DN25截至閥、DN50截至閥、DN100蝶型止回閥施行了流量流阻系數(shù)嘗試，并由計算機生成嘗試報告陳述，嘗試報告陳述中壓力虧損△P的對數(shù)與流量Q的關(guān)系如圖3所示。

  圖3 壓力虧損△P的對數(shù)與流量Q的對數(shù)坐標圖

  從圖中可看出壓力虧損△P的對數(shù)lg△P與流量Q的近似線性關(guān)系，并計算出閥門的流量系數(shù)與流阻系數(shù)。

  7 結(jié)束語

  本文預(yù)設(shè)的閥門流量流阻系數(shù)嘗試裝置，已應(yīng)用在某閥門廠嘗試室中。該嘗試裝置可對通徑在100mm以內(nèi)的各型閥門施行流量流阻系數(shù)嘗試，依照通用閥門流量系數(shù)和流阻系數(shù)的嘗試辦法，經(jīng)過扼制勘測系統(tǒng)將測得的數(shù)值施行剖析計算，得出嘗試報告陳述。報告陳述中嘗試數(shù)值對閥門產(chǎn)品預(yù)設(shè)改進具備關(guān)緊價兒值。