流量孔板的原理管道的前后壓差較大時(shí)，往往采用增加流量孔板的方式，其原理是：流體在管道中流動(dòng)時(shí)，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(jiǎn)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(yùn)行。

 

　　1汽蝕現(xiàn)象

 

　　流量孔板的作用，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(huì)變細(xì)或收縮。流束的最小橫斷面出現(xiàn)在實(shí)際縮口的下游，稱為縮流斷面。在縮流斷面處，流速是最大的，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(kuò)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(huì)完全恢復(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(duì)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(gè)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。流量孔板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。

 

　　閃蒸和空化的主要區(qū)別在于汽泡是否破裂。存在閃蒸現(xiàn)象的系統(tǒng)管道，由于介質(zhì)為汽水兩相流，介質(zhì)比容和流速成倍增加，沖刷表面磨損相當(dāng)厲害，其表現(xiàn)為沖刷面有平滑拋光的外形。閃蒸也產(chǎn)生噪音和振動(dòng)，但其聲級(jí)值一般為80dB以下，不超出規(guī)范規(guī)定的許可范圍。空化則不然，汽泡破裂和高速?zèng)_擊會(huì)引起嚴(yán)重的噪音，管道振動(dòng)大，在流道表面極微小的面積上，沖擊力形成的壓力可高達(dá)幾百甚至上千兆帕，沖擊頻率可達(dá)每秒幾萬次，在短時(shí)間內(nèi)就可能引起沖刷面的嚴(yán)重?fù)p壞，其表現(xiàn)為沖刷面會(huì)產(chǎn)生類似于煤渣的粗糟表面。而且，由液體中逸出的氧氣等活性氣體，借助汽泡凝結(jié)時(shí)放出熱量，也會(huì)對(duì)金屬起化學(xué)腐蝕作用。

 

　　不管是閃蒸還是空化，都會(huì)對(duì)管道造成不同程度的損害，對(duì)安全運(yùn)行均是不利的，因此，選擇流量孔板時(shí)應(yīng)避免這兩種情況的發(fā)生。由于孔板下游的壓力往往高于液體的飽和蒸汽壓力，因此，選擇流量孔板時(shí)，最主要是防止空化的產(chǎn)生。2防止流體產(chǎn)生汽蝕的方法對(duì)于汽蝕，沖刷面換用高級(jí)材料不是徹底解決問題的辦法，控制縮流斷面處的壓力pvc，保持該壓力不低于液體的飽和蒸汽壓力pv，才是防止汽蝕產(chǎn)生的一項(xiàng)根本措施。對(duì)于壓降較大的管道，可通過多級(jí)降壓，確保介質(zhì)經(jīng)過每一個(gè)縮流斷面時(shí)壓力都大于液體的飽和蒸汽壓力。3流量孔板壓差的計(jì)算

 

　　為了計(jì)算流量孔板的壓差，需引入一個(gè)新的概念——阻塞流壓差Δps。當(dāng)孔板兩端的壓差Δp增加時(shí)，流量qm也增加，當(dāng)壓差Δp增大到一定值時(shí)，縮口處的壓力pvc下降到流體飽和蒸氣壓力pv以下，一部分流體汽化，管道流量不再隨壓差增加而增加，即形成所謂阻塞流現(xiàn)象。此時(shí)，孔板兩端的壓差稱為阻塞流壓差Δps。當(dāng)流量孔板的實(shí)際壓差Δp小于其對(duì)應(yīng)的Δps時(shí)，就可避免閃蒸或汽蝕的發(fā)生。當(dāng)管道兩端壓差較大時(shí)，可采用多級(jí)減壓，但每一級(jí)流量孔板的實(shí)際壓差Δp均應(yīng)小于本級(jí)入口對(duì)應(yīng)的Δps。