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    淺談關于壓力表的海平面基礎知識

    返回列表發布日期:2019-06-28 08:46:41    |    


          壓力表空化現象甚至可以對最耐用和最堅固的壓力表送系統造成嚴重破壞。責任通常不公平地施加在壓力表本身的構造上。然而,大多數情況下,空化是系統設計不良,缺乏維護以及對導致壓力表性能的環境因素(如海平面和蒸汽壓力)的不正確理解的結果。
          防止壓力表損壞的關鍵在于對稱為凈正吸入壓頭(NPSH)的參數的正確理解。為避免氣穴現象,流體各點的壓力必須保持在蒸汽壓以上; 換句話說,可用的凈正吸入壓頭(NPSHa)必須足夠大于壓力表入口處所需的凈正吸力(NPSHr)。
    NPSHa由以下公式確定:
          NPSHa = Pa +/- Pg +/- Pz - Pvp - Pf - Pac
    哪里:
          Pa =大氣壓力
          Pg =供應罐處的表壓
          Pz = Gead或提升壓力
          Pvp =液體在其實際溫度下的蒸氣壓
          Pf =克服摩擦所需的壓力
          Pac =加速壓力
          在這里,我們將研究影響NPSHa值的各種因素以及它們如何影響空化。
    大氣壓(Pa)
          影響壓力表系統的NPSHa的主要因素之一是大氣壓。從前面提到的公式中,我們可以看到,隨著大氣壓力值的變化,NPSHa的值也會變化。大氣壓力與海拔高度直接相關。隨著海拔高度的增加,大氣壓力降低,從而導致NPSHa降低。
          例如,表1顯示在海平面,大氣壓力為14.7psi,而在桌子末端,海拔7000英尺處的大氣壓力為11.3psi。因此可以看出,安裝和校準在海平面工作的壓力表可能沒有足夠的NPSHa來在增加的高度上有效地起作用。當在遠高于海平面的國家或地區操作壓力表時,這一事實特別有用。
    表1:海平面高度與大氣壓力之間的關系
    蒸氣壓(P vp)
          蒸汽壓力,也稱為飽和壓力,是液體分子轉變為蒸汽的壓力。蒸汽壓根據液體的類型和施加的溫度而變化。例如,在大氣溫度下,水沸騰在212 °F,導致氣泡形成并且蒸汽上升。
          這表明已經達到蒸汽壓力和溫度的所需組合以進行蒸發。如果放置在較低氣壓的環境中,相同的水將在較低溫度下沸騰。因此,可以看出蒸汽壓力和沸騰溫度之間存在直接關系。因此,必須確保NPSHa充分高于壓力表吸入壓力和蒸汽壓力之間的差值以避免空化。
          根據上面的NPSHa公式,我們可以看到,隨著蒸汽壓力的增加,頭部所需的吸力需要避免空化現象。由于蒸氣壓與溫度之間存在直接關系,因此溫度升高也會導致NPSHa降低。
          表2顯示了水的沸騰溫度(°F)與其蒸氣壓之間的關系,以psi和以英尺為單位的等效水頭表示。該表證實,隨著水溫升高,蒸汽壓也升高。在同一張表中,可以觀察到在海平面,水在大氣壓(212°F / 14.696磅/平方英寸)下沸騰。由于這種直接相關性,如果不能進行溫度控制,則可以通過調節其他變量(例如壓力表速)來控制氣蝕。
    表2:水的溫度和蒸氣壓之間的關系
    移位
          即使考慮到大氣壓力和蒸汽壓力來降低NPSHa,也可以對壓力表進行其他物理調整以實現最佳性能。通常,提高壓力表效率的兩個最常見的選擇是降低壓力表速和調節柱塞直徑。
          壓力表是固定容量的機器,這意味著在每次沖程中排出的液體體積是恒定的。然而,可以通過改變柱塞的尺寸及其移動速度來調節液體的速率和排出壓力。這可以直接影響NPSHa,從而使壓力表更接近其最佳運行效率。
    從下面的表3中,我們可以看到柱塞直徑和沖程長度如何影響以加侖為單位的流體量。該排量表是配置壓力表以實現最高效率時使用的主要工具。
    表3:氣缸直徑,行程長度和每沖程流體位移之間的關系
    結論
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