節(jié)流孔板
管道的前后壓差較大時,往往采用增加節(jié)流孔板的方式,其原理是:流體在管道中流動時,由于孔板的局部阻力,使得流體的壓力降低,能量損耗,該現(xiàn)象在熱力學(xué)上稱為節(jié)流現(xiàn)象。該方式比采用調(diào)節(jié)閥要簡單,但必須選擇得當(dāng),否則,液體容易產(chǎn)生汽蝕現(xiàn)象,影響管道的安全運行。
作用
節(jié)流孔板的作用,就是在管道的適當(dāng)?shù)胤綄⒖讖阶冃?,?dāng)液體經(jīng)過縮口,流束會變細(xì)或收縮。流束的最小橫斷面出現(xiàn)在實際縮口的下游,稱為縮流斷面。在縮流斷面處,流速是{zd0}的,流速的增加伴隨著縮流斷面處壓力的大大降低。當(dāng)流束擴展進(jìn)入更大的區(qū)域,速度下降,壓力增加,但下游壓力不會wq恢復(fù)到上游的壓力,這是由于較大內(nèi)部紊流和能量消耗的結(jié)果。如果縮流斷面處的壓力pvc降到液體對應(yīng)溫度下的飽和蒸汽壓力pv以下,流束中就有蒸汽及溶解在水中的氣體逸出,形成蒸汽與氣體混合的小汽泡,壓力越低,汽泡越多。如果孔板下游的壓力p2仍低于液體的飽和蒸汽壓力,汽泡將在下游的管道繼續(xù)產(chǎn)生,液汽兩相混合存在,這種現(xiàn)象就是閃蒸。如果下游壓力恢復(fù)到高于液體的飽和蒸汽壓力,汽泡在高壓的作用下,迅速凝結(jié)而破裂,在汽泡破裂的瞬間,產(chǎn)生局部空穴,高壓水以極高的速度流向這些原汽泡占有的空間,形成一個沖擊力。由于汽泡中的氣體和蒸汽來不及在瞬間全部溶解和凝結(jié),在沖擊力作用下又分成小汽泡,再被高壓水壓縮、凝結(jié),如此形成多次反復(fù),并產(chǎn)生一種類似于我們可以想象的砂石流過管道的噪音,此種現(xiàn)象稱為空化。流道材料表面在水擊壓力作用下,形成疲勞而遭到嚴(yán)重破壞。我們把汽泡的形成、發(fā)展和破裂以致材料受到破壞的全部過程稱為汽蝕現(xiàn)象。