奇趣科技在线
如何根据流量计算管径和选择阀的通径?
阀门是工业管道系统基本控制设备,其作用非常重要。由于阀门的种类和形式多种多样,因此在选型上不可马虎。
例如阀门的基本选用可以根据流量特性、连接形式、介质属性、温度及压力、流量及流速来选择阀门。根据题目说的是阀的通径选择,那么只要根据介质的流量、流速就可确定阀门的通径。
根据介质的流量、流速确定阀门的通径
由此可知,虽然确定阀门的通径就是流量和流速,但是也与阀门的结构型式和对介质的阻力有关。例如阀门的温度、压力、介质浓度等因素也有一定的内在关系。
介质流量是可通过流量计来测量的,也就是已知的,但流速可由经验来确定。因此,通过流量和流速就能计算出阀门的通径。流量方程式如下所示!
由公式可知,A是横截面积,
后面的差压P、密度、阻力系数。当知道管道流量时,根据选用的阀门的阻力系数、介质密度、阀门前后压差就能确定阀门的通径。
例如常用的阀门,闸阀的阻力系数为0-1-1.5,大口径的闸阀阻力系数在0.2-0.5,截止阀阻力系数在4-7,蝶阀阻力系数在0.5以内,旋塞阀阻力系数在0.4-1.2。上面说的阀门阻力系数指的就是阀门在全开状态下数值。实际上阀门是改变阀的流通面积,从而改变阻力系数,达到流量控制目的。由此可知,阀门的阻力系数随着阀门的开度增加而减小,从而导致流量也减小。
Talk工控小白
在进行新系统的设计时,液压系统设计工程师总是面临着如何根据计算得到的流量选择管径和阀的通径的问题。那我们有哪些原则可以确定这些呢?
根据流量,如何计算管路管径
通常情况下,机械工程师会告诉液压设计工程师关于油缸执行件的规格尺寸、负载力(或工作压力)、运行速度等非常基本的流体参数。据此,液压工程师可以计算出油缸运行时的流量。当知道油缸动作流量时,根据“流量=面积x速度”公式,就可以计算每个液压回路的管路尺寸,这时就需要定义各种管路的液压油大致流速,基本原则见下表。
管路类型
油液参考流速
伺服液压系统压力油管(30Mpa左右)
5 m/s
一般液压系统压力油管(20Mpa左右)
4 m/s
伺服系统回油管
2.0 m/s
一般液压系统回油管
2.0 m/s
先导油路泄油管或者循环回路油管
1.5 m/s
液压吸油管
0.8 m/s
根据流量,如何选择阀的通径
阀的通径选大了,成本高;通径选小了,压差太大,超过功率极限了而不能稳定工作。
根据油缸的流量,可以选择回路上主阀的通径,参考如下。根据下表经验选择的阀,可以确保通过阀的压差较小,比如说换向阀压差在3bar左右。
流量 lpm
阀的通径
<20
NG6
20 to 60
NG10
60 to 180
NG16
180 to 300
NG25
>400
板式插装阀
以上的计算和选择大部分都是经验公式,这个在流体液压行业也是比较通用的,每个人都可以根据自己的经验做出一些合适的调整。