簡而(ér)言之,減壓閥的(de)工作原理是節(jiē)流。當氣體流經閥門和閥座之間的間隙時,産生壓降,達到減壓的目的。減壓的原理可以從(cóng)以下兩個方面來描述:
1.閥門與閥座之間的(de)間隙面(miàn)積相對較小,氣體流經的速度相對較(jiào)快(kuài)。這是基于連續方程(根據質量守恒定律:氣體通過流量管任意截面的質量流量相等(děng)):
11A1=22A2
——氣體密度
氣體(tǐ)流速
流管的橫截面
在氣動裝置中,氣體(tǐ)的流速一(yī)般較(jiào)低,遠小于音速(340米(mǐ)/秒),壓縮(suō)後一般認為是不可壓縮的(de)流體。即1=2。
那麼當a1 > a2, 2 > 1時,V1A1=V2A2。
結論:流量管橫(héng)截面越小,氣體流速越高。
在自然界中,我們看到山谷中或城市高層建築之(zhī)間的風速(sù)遠遠(yuǎn)高于平地上的風速(或通過(guò)氣流)
根(gēn)據伯努利方程:
P/ g z 2/2g=常數
Z—流體中任意點(diǎn)的位置和高度
此時的壓力
——流體密度
-流(liú)體在該點的流速
重力加(jiā)速度
把上面的(de)公式改(gǎi)成p g z 2/2=常數
P—流體的壓力能
g z-流體(tǐ)勢能(néng)
2/2—流體動能
這也叫能(néng)量守恒方程。
對于相同的流體:
P1+g Z1+12/2=P2+g z2+22/2
在減(jiǎn)壓閥中,由于行程短,忽略摩擦阻力(lì)和位置高度的影響,有:
P1+12/2=P2+22/2
結論:氣體在(zài)高速時有低壓(yā),在低速時有高壓。
當(dāng)氣體流過閥門和閥座之間的間隙(xì)時,流(liú)速增加,相應的壓力降低。
2.當氣體流過突然增大或減小的橫截面、彎頭、障礙物或閥門時,能量損失是(shì)由速(sù)度和方向的變化引起(qǐ)的流體顆粒的沖擊和渦流造成的。因為這個區域是(shì)不穩定的,除了區域粒子碰撞摩擦所消耗的能量之外,新的(de)粒子不斷進入這個(gè)區(qū)域,粒子在流動(dòng)過程中不斷被帶走,在這個質量交換過程中也會(huì)發(fā)生碰撞摩擦,消耗能量。流動狀态複雜,有湍流和渦流,很難進(jìn)行理(lǐ)論計算。一般各種系數都(dōu)是通過實驗測得的(de)。綜上所述(shù),我們基本可以理解減壓閥的減壓原理。