在工程設計中，經常需要對調節閥進行選型與計算，以達到穩定控制的目的。但調節閥選型與計算時對F_L的考慮較困難。本文除對F_L的一般規律作分析，同時通過實例，對可能出現阻塞流工況，如何深入考慮F_L作出分析。

      2、阻塞流的產生

     在流量系數Cv的計算公式中，閥前壓力P₁，閥后壓力P₂的取壓位置及流體通過調節閥的壓力降變化情況如圖1所示。

圖1  閥內的壓力恢復特性

     閥上壓降為ΔP=P₁-P₂。按能量守恒定律，在流體縮脈處的流速zui大而壓力zui低，即壓力降zui大，稱為ΔP_vc?？s流處后流體流速又減小，直至P₂處大部分靜壓得到恢復，此時壓力降為ΔP。

     當介質是液體，在壓差足夠大時，部份液體在該操作溫度下汽化，即發生了閃蒸。液體中夾帶了蒸汽，產生了二相流，液體不再是不可壓縮的，這時即使再增加壓差，流量也不再增加，這種極限流量現象稱為液體阻塞流。

      3、F_L的具體分析

      3.1 F_L的定義

             F_L=S_qt（ΔP/ΔP_vc）=S_qt（P₁-P₂）/（P₁-P_vc）        （1）

      3.2  F_L的意義

     F_L是一個實驗數據，表明了調節閥在液體通過后動能轉變為靜壓能的恢復能力（見圖1），也表明了液體產生阻塞流的臨界條件，故F_L又稱為臨界流量系數。提出F_L的目的，在于判斷液體通過調節閥時是否產生隆塞流，并用于計算調節閥的zui大允許壓差。

     3.3 阻塞流的判斷

      理論上用與的大小關系來判斷是否產生阻塞流，但在工程計算時用壓差大小來判斷。圖2表明了通過閥門的流量與壓差的關系。

圖2  流量與壓差的關系

     zui大允許壓差定義為ΔPc：

             ΔPc = F_L² ＊ ΔPvc=F_L²＊ （P₁-F_FP_v）       （2）

     P_v：操作溫度下的液體飽和蒸汽壓
      F_F：液體臨界壓力比系數

      3.4 決定阻塞流的因素

     從公式2來看，一旦操作工況決定，zui大允許壓差ΔPc與F_L有關系。阻塞流的產生與通過調節閥流量的大小，調節閥口徑沒有關系。

      4、F_L值的一般規律

     4.1F_L值的大小與調節閥的結構形式、流向、開度有關。一般情況下，制造廠提供的F_L值是指調節閥全開下的數值。

     4.2幾何結構*相同的調節閥F_L值相同，并與口徑無關。同一類型的調節閥由于各制造廠的結構略有不同，故F_L也有差別。

     4.3的制造廠提供了各系列調節閥的F_L值，國內也有推薦值。詳見表1，表2。

表1 Masoneilan 偏心旋轉閥

表2 國產調節閥F_L的推薦值

      4.4  值與調節閥形式、開度的一般關系（參見圖3）

     一般情況下，直行程調節閥的值比旋轉型調節閥的大， 值隨調節閥開度的增加而減小。

圖3  F_L值與閥門開度的關系

     （1）DSP球體閥：V口形球閥
      （2）SP球體閥：流開
      （3）偏心旋轉閥：流開
      （4）閥體分離閥：流開
      （5）偏心旋轉閥：流關
      （6）蝶閥（小力矩）
      （7）控制球閥
      （8）閥體分離閥：流關
      （9）DP球體閥：柱塞形閥芯
      （10）SP球體閥：流關
      （11）71000系列角閥：流關

      5、工程設計對F_L值的考慮

     5.1工程設計中碰到阻塞流的情況并不多，有時還是工藝要求阻塞流，如液體變氣相作冷劑。但大多數工況要求避免阻塞流。

     5.2要避免阻塞流，可選用F_L值較大的調節閥，這樣ΔPc也相應大。選大口徑并不能避免阻塞流。

     5.3對大口徑旋轉閥，要考慮管路大小頭對F_L值的修正。

     5.4當制造廠未提供調節閥的F_L值時，表4的F_L值可作估算參考。

     5.5要考慮F_L值與閥門開度、P₁與管路流量特性之間的關系。

     由于調節閥Cv值計算只考慮操作工況的某一點，并不能保證所有工況都避免了阻塞流，所以在計算ΔPc時，要從動態的角度來分析。

    對F_L，可選用整個開度內的zui小值，一般是全開時的F_L值。

     P₁一般隨開度增大而減小（或不變），故用zui大流量下的P₁來計算ΔPc比較保險。

    如果在調節閥計算時發現F_L和P₁不符合以上規律，要對選定調節閥各開度的ΔPc進行驗算。

     6、工程實例（見后）

    設計要求：流體介質為高溫油，有粘性。閥體結構要求簡單，能在線維修。選擇Cv值相對大的閥體形式，這樣比較經濟。根據具體參數作計算，結果見計算書。

     6.1工程實例，通過對各制造廠計算書的比較，我們zui終選定了NELES-CONTROL的V型控制球閥，頂部安裝閥芯的形式。從計算結果看，該調節閥基本上避免了阻塞流，結構形式滿足了工藝設計要求。

     6.2從計算結果看，由于在zui小流量時的壓差較大，這時還是產生了阻塞流?？紤]到該調節閥對裝置極其重要，閥體、閥芯、閥座均作硬化處理。

      7、結束語

    實際工程中對阻塞流的處理還有許多方法，如套筒閥、多級降壓、閥后安裝孔板等，但目的都是一個：通過提高P₂，來增加P_vc，從而避免阻塞流。選用F_L值較大調節閥是zui直接的方法。

    但是調節閥的zui終選定由諸多因素決定，關鍵是使用工況。上述實例也可選用直通單座閥，但由于結構復雜、價格過高而放棄。