閥門的流量系數(shù)是權(quán)衡閥門流通有經(jīng)驗(yàn)的指標(biāo)，流量系數(shù)字越大解釋明白流體通過(guò)閥門時(shí)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(guò)閥門后主邀功率耗費(fèi)。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?yàn)檫@個(gè)閥門流量流阻系數(shù)的嘗試對(duì)閥門產(chǎn)品改進(jìn)、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(duì)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(wú)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(guò)閥門達(dá)到穩(wěn)流時(shí)，標(biāo)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(dá)流體流經(jīng)閥門萌生單位壓力損錯(cuò)過(guò)時(shí)機(jī)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(dá)流體經(jīng)過(guò)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(cè)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(cè)閥門穩(wěn)流時(shí)的流量、流阻系數(shù)，需經(jīng)過(guò)測(cè)取被測(cè)閥門的壓力虧損P、管道內(nèi)的流量Q，繼續(xù)往前計(jì)算出閥門的流量流阻系數(shù)。

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

  若用直管接替閥門，流水經(jīng)過(guò)直管會(huì)萌生沿程壓力虧損：

  （4）

  式中：P2為用光溜的直管路代替被測(cè)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(zhǎng)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(gè)主回路系統(tǒng)和3個(gè)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(cè)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(cè)試閥門供給牢穩(wěn)的流量。依據(jù)在場(chǎng)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(dú)特的地方

  ①依據(jù)嘗試及在場(chǎng)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(tái)型號(hào)為P4L100－65－250/37－2的屏蔽泵。1臺(tái)屏蔽泵可供給80m3/h的流量，出口壓力2.5MPa。當(dāng)運(yùn)用流量（0～10）m3/h、（0～40）m3/h，只需開(kāi)始工作1臺(tái)屏蔽泵；當(dāng)運(yùn)用流量為（80～200）m3/h，同時(shí)開(kāi)始工作2臺(tái)屏蔽泵。

  ②3條通徑作別為DN25，DN50，DN100的測(cè)玻璃管段，每個(gè)測(cè)玻璃管段由1臺(tái)流量計(jì)、1臺(tái)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、被測(cè)試閥門、1臺(tái)壓差計(jì)、2臺(tái)隔離閥、相應(yīng)的管路組成。

  DN25、DN50、DN100測(cè)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(cè)玻璃管段可用于勘測(cè)DN15、DN20、DN25閥門；DN50測(cè)玻璃管段可用于測(cè)試DN32、DN40、DN50閥門；DN100測(cè)玻璃管段可用于測(cè)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(cè)儀表（流量計(jì)、壓力計(jì)、壓差計(jì)、溫度計(jì)）。各勘測(cè)儀表具備在場(chǎng)指使及扼制臺(tái)集中顯露功能，能對(duì)在場(chǎng)工況實(shí)時(shí)監(jiān)控。

  ⑤排氣閥門及相應(yīng)管路、附件。

  3）運(yùn)行過(guò)程

  運(yùn)行前先將主回路系統(tǒng)注滿水，而后在扼制室開(kāi)始工作1臺(tái)或2臺(tái)屏蔽泵，經(jīng)過(guò)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(biāo)位，補(bǔ)給主回路系統(tǒng)虧損的流量。

  2）組成及獨(dú)特的地方

  ①1臺(tái)保濕儲(chǔ)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(zhǎng)度以及穩(wěn)壓器容量，挑選0.5m3的保濕儲(chǔ)存箱，能滿意嘗試用水量。

&e船用閥門msp; ②1臺(tái)補(bǔ)抽水機(jī)，本系統(tǒng)選用LJ4－500/3.2－Ⅵ的計(jì)量泵，可以依據(jù)預(yù)先選定好的流量或時(shí)間間隔來(lái)保濕。

  ③壓力計(jì)，具備在場(chǎng)指使及扼制臺(tái)集中顯露功能，能對(duì)在場(chǎng)工況實(shí)時(shí)監(jiān)控。

  ④閥門及相應(yīng)的管路附件。

  3）運(yùn)行過(guò)程

  在扼制室內(nèi)或補(bǔ)抽水機(jī)前開(kāi)始工作補(bǔ)抽水機(jī)，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(guò)仔細(xì)查看管道上的排氣閥，若排氣閥有水溢出，表達(dá)系統(tǒng)已注滿水），穩(wěn)壓器達(dá)到預(yù)先規(guī)定水標(biāo)位后，休止補(bǔ)抽水機(jī)。

  4.2 穩(wěn)壓系統(tǒng)

  1）功能

  嘗試過(guò)程中，尤其是在經(jīng)過(guò)三閥組標(biāo)定閥門壓差過(guò)程中，系統(tǒng)會(huì)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(dú)特的地方

  ①兩臺(tái)氮?dú)馄?，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?dú)馄?，依?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(tái)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(tái)安全閥，超壓時(shí)半自動(dòng)泄壓。

  ③壓力計(jì)、液位計(jì)，儀表具備在場(chǎng)指使及扼制臺(tái)集中顯露功能，穩(wěn)壓器液位到了設(shè)定水標(biāo)位時(shí)，具備半自動(dòng)報(bào)警功能。

  ④閥門及相應(yīng)的管路附件。

  3）運(yùn)行過(guò)程

  主回路飽含水且穩(wěn)壓器的水標(biāo)位達(dá)到預(yù)先規(guī)定的水標(biāo)位后，敞開(kāi)氮?dú)馄拷o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(shí)，因?yàn)楸玫墓β侍潛p及流水管道磨擦，水的溫度會(huì)升漲，冷卻水域統(tǒng)的功能就是將主回路水的溫度降下來(lái)。

  2）組成及獨(dú)特的地方

  ①1臺(tái)冷卻盛水的箱子，收繳從來(lái)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(wèn)題冷卻塔內(nèi)水的容量，以及換熱過(guò)程中的虧損，冷卻盛水的箱子的容量取0.5m3。

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

  ③1臺(tái)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(chǎng)門為5℃溫差，流量為：18m3/h。

  ④1臺(tái)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(jì)、溫度計(jì)，具備在場(chǎng)指使及扼制臺(tái)集中顯露功能，能對(duì)在場(chǎng)工況實(shí)時(shí)監(jiān)控。

  ⑥相應(yīng)的管路及管路附件。

  3）運(yùn)行過(guò)程

  開(kāi)始工作冷卻抽水機(jī)、冷卻風(fēng)機(jī)，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(guò)冷卻塔降低溫度，因此將主回路媒介溫度降下來(lái)。

  5 扼制勘測(cè)系統(tǒng)

  1）功能

  整個(gè)兒嘗試總站的電氣設(shè)施運(yùn)行述況顯露、回路參變量的監(jiān)視檢測(cè)、嘗試參變量的設(shè)定和扼制等都是由它來(lái)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(cè)的精密度和扼制操作的特別的性質(zhì)。

  2）組成及獨(dú)特的地方

  扼制勘測(cè)系統(tǒng)認(rèn)為合適而使用散布式扼制方案，由以下2局部來(lái)完成勘測(cè)和扼制功能。

  ①集中扼制臺(tái)，設(shè)在扼制室，扼制臺(tái)完成整個(gè)兒嘗試總站的參變量顯露監(jiān)控、電動(dòng)扼制閥的扼制、嘗試時(shí)的安全報(bào)警。扼制臺(tái)主機(jī)監(jiān)控界面如圖2所示。

  圖2 扼制臺(tái)主機(jī)監(jiān)控界面

  ②在場(chǎng)信號(hào)搜集柜，設(shè)在在場(chǎng)，完成在場(chǎng)全部信號(hào)的搜集與傳道輸送。

  集中扼制臺(tái)內(nèi)的主控單元為德國(guó)SIEMENS企業(yè)S7－300PLC、信號(hào)搜集柜的主控單元為德國(guó)SIEMENS企業(yè)S7－200PLC，組成了ProfibusDP總線，信號(hào)搜集柜負(fù)責(zé)在場(chǎng)的各種信號(hào)的搜集并處置有關(guān)電氣元件的動(dòng)作，并把搜集來(lái)的信號(hào)經(jīng)過(guò)ProfibusDP總線傳道輸送到集中扼制臺(tái)內(nèi)的主控單元S7－300PLC上，在通過(guò)S7－300PLC處置最終把數(shù)值傳道輸送至上位機(jī)PC。

  3）運(yùn)行過(guò)程

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

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

  聲光報(bào)警的運(yùn)用以“穩(wěn)壓器水標(biāo)位高”為例，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)覺(jué)穩(wěn)壓器水標(biāo)位高時(shí)散發(fā)報(bào)警信號(hào)，此時(shí)“穩(wěn)壓器水標(biāo)位高”忽閃報(bào)警燈閃耀，同時(shí)蜂鳴器辦公；此時(shí)按下“消鈴”按鍵，“穩(wěn)壓器水標(biāo)位高”忽閃報(bào)警燈休止閃耀并常亮，同時(shí)蜂鳴器休止辦公；當(dāng)系統(tǒng)發(fā)覺(jué)“穩(wěn)壓器水標(biāo)位高”報(bào)警去掉消除時(shí)，此時(shí)“穩(wěn)壓器水標(biāo)位高”忽閃報(bào)警燈半自動(dòng)熄滅。

  6 嘗試數(shù)值

  嘗試應(yīng)按JB/T5296－91的規(guī)定施行，被測(cè)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(dá)到嘗試要求的溫度和壓力后即可施行閥門的各項(xiàng)嘗試。

  開(kāi)始工作主泵（當(dāng)需求的流量低于80m3/h開(kāi)始工作1臺(tái)主泵，否則同時(shí)開(kāi)始工作2臺(tái)主泵），主回路系統(tǒng)視事。在扼制室中調(diào)節(jié)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥可獲得5個(gè)流量：測(cè)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(shí)差壓計(jì)可標(biāo)定對(duì)應(yīng)流量下閥門出進(jìn)口的壓差。以上嘗試數(shù)值將半自動(dòng)貯存在計(jì)算機(jī)中，計(jì)算機(jī)對(duì)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(duì)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(jì)算機(jī)生成嘗試報(bào)告陳述，嘗試報(bào)告陳述中壓力虧損△P的對(duì)數(shù)與流量Q的關(guān)系如圖3所示。

  圖3 壓力虧損△P的對(duì)數(shù)與流量Q的對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖

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

  7 結(jié)束語(yǔ)

  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(duì)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(guò)扼制勘測(cè)系統(tǒng)將測(cè)得的數(shù)值施行剖析計(jì)算，得出嘗試報(bào)告陳述。報(bào)告陳述中嘗試數(shù)值對(duì)閥門產(chǎn)品預(yù)設(shè)改進(jìn)具備關(guān)緊價(jià)兒值。