阀门选用步骤和设计计算

2025-01-03 16:53 宁夏

在城市给水、市政污水、工业给水、工业废水等所有水处理项目中，阀门都是不可或缺的设备。大部分水处理人士在选择阀门时，往往只注重三个参数—阀门通径、压力等级、材质，这三个参数有一定重要性，但这只是选择阀门的初步，不能以此作为所选阀门的依据。本文分享阀门选用步骤和设计计算方法，供水处理人士参考。

一、阀门选用步骤

大体上来讲，常用的阀门分为两大类，即切断阀和控制阀。我们在选用阀门时，正确的步骤应该是首先选定通径、压力等级、材质，根据设计流量Q计算阀门前后的压力损失ΔP，在根据压力损失计算流量系数Cv、汽蚀系数σ等参数是否满足要求，切断阀和控制阀的选用步骤如下图所示。

二、设计计算方法

1.过阀流速v、vmax、vmin

式中：v为过阀流速，m/s；Q为设计流量，m³/s；D为阀门通径，m，注意将通径单位由mm转化为m。对于控制阀，过阀流速按照阀门最大开度时的流量计算出最大流速vmax、按照阀门最小开度时的流量计算出最小流速vmin。

允许的过阀流速[v]，对于起通断作用的闸阀、蝶阀可取[v]=3 m/s；对于起通断作用的球阀可取[v]=6 m/s；对于起控制作用的蝶阀可取[v]=3 m/s；对于起控制作用的球阀、多孔型等调节阀可取[v]=6 m/s。

2.压力损失ΔP、ΔPmax、ΔPmin

式中：ΔP为阀门的压力损失，m；ξ为阀门的阻力系数，对于球阀，可取ξ=0.04~0.05；对于闸阀，可取ξ=0.1~0.2；对于蝶阀可取ξ=0.3~0.5；对于蝶阀型式的控制阀，取ξ=1.0；对于ROTO控制阀，取ξ=0.04~0.05；对于多孔型等调节阀，取ξ=5.0。控制阀计算压力损失时，最大压力损失ΔPmax需代入vmax、最小压力损失ΔPmin需代入vmin。

3.流量系数Cv、Cvmax、Cvmin

式中：Av和Cv均为流量系数，Av用于国产阀门、Cv用于进口阀门；Q为设计流量，m³/s；ρ为流体密度，kg/m³，对于含盐量较低的水可取ρ=1000 kg/m³；ΔP为通断阀的压力损失，m，对于控制阀，最大流量系数Cvmax需代入最小压力损失ΔPmin，最小流量系数Cvmin需代入最大压力损失ΔPmin。

4.汽蚀系数σ

式中：σ为汽蚀系数；Po为阀后压力，m；ΔP为阀门的压力损失，m。σ＞[σ]才是安全的。

总结

阀门的选用看似简单，依靠压力等级、管径的选择仅是初步选择，真正核心的阀门选用技术在于对过阀流速、压力损失、流量系数、汽蚀系数的控制，对于正规的阀门生产厂商，其生产的阀门铭牌上会注明这些参数，如果没有注明，则阀门很有可能是“小作坊”生产的劣质产品。

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