当前位置: 真空闸 >> 真空闸发展 >> 呼吸阀低幅颤振和低频循环现象分析
当在某些情况下压力/真空泄放阀(呼吸阀)开启时,可能会出现不稳定响应。具体表现为阀盘快速不稳定的启/闭、低幅“颤振”或低频“循环”。这种不稳定响应常常足以损坏或严重破压力/真空泄放阀(呼吸阀)的操作与密封。对此,API建议采用“3%规则”,旨在通过将输入管路中的不可逆压降限制为不超过阀门设定压力的3%,防止出现不稳定响应或颤动。这一规则基于以下事实:稳态运行条件下的压力/真空泄放阀(呼吸阀)将在设定压力下开启,并通常在压力下降到比设定压力低大约7%时重闭合。因此,如果压力/真空泄放阀(呼吸阀)上游的不可逆压力在最大流量期间总是低于泄放值,则压力/真空泄放阀(呼吸阀)无法重闭合,因此表现稳定。这个3%“重闭合”准则依据的是稳态流动条件,并且已被证实不足以作为稳定/不稳定运行条件的严格指标。由于压力/真空泄放阀(呼吸阀)颤动通常是高频现象,因此也会受到压力/真空泄放阀(呼吸阀)动力稳定性响应的影响。不过,这两种影响也可能是相互关联的,因为它们都是由作用于压力/真空泄放阀(呼吸阀)启闭的动力和决定这些力的因素所导致的。这样一来,许多影响压力/真空泄放阀(呼吸阀)动力响应的因素之间就存在复杂的非线性相互作用。
00::15FINEKAY总结导致压力/真空泄放阀(呼吸阀)不稳定的因素,但是以下因素并未全部涵盖:
1.压力/真空泄放阀(呼吸阀)活动件的弹簧质量阻尼特性;
2.阀盘上的净作用力,主要是流体对阀盘施加的压力和动力。这些力很容易受到阀盘几何形状的影响——这种形状会影响流体速度矢量脱离阀盘时的流动路径和方向;
3.压力/真空泄放阀(呼吸阀)上游管道中的流体动力学,包括摩擦损耗、惯性力和压缩力,以及输入管路与容器蒸汽域的电容,其中包括因与膨胀波反射相关的声耦合所引起的压力波动,这种膨胀波会在阀门快速开启时(即“突开”)产生;
4.压力/真空泄放阀(呼吸阀)排放管路中的流体动力学和压降,二者会影响阀盘的背压和重闭合条件;
5.压力/真空泄放阀(呼吸阀)在设计容量及以下时,阀盘升程与流动特性的关系。
压力/真空泄放阀(呼吸阀)动力响应的各种模式可以通过容器压力达到压力/真空泄放阀(呼吸阀)设定压力/真空后,阀盘(升程)位置随时间变化的性质来定义。如果阀盘开启和重闭合的频率与幅度(颤动)足够高,就有可能严重损坏阀门。如果压力/真空泄放阀(呼吸阀)开启并保持该状态直到容器中的压力降至设定值以下,然后再复位,那么压力/真空泄放阀(呼吸阀)响应就能保持稳定,即便这种响应是振荡的低幅阻尼响应(颤振)。如果在容器中的压力降至设定压力以下之前,阀盘上的净压力就已降至放定压力以下,则阀门将闭合,然后在压力再度升高时重开启。这种启闭循环是否会造成问题,具体取决于循环的频率和幅度。如果阀门快速启闭,或以较大的非阻尼幅度振荡,则压力/真空泄放阀(呼吸阀)响应不稳定(颤动)。
鉴于压力/真空泄放阀(呼吸阀)使用系统环境的高度非线性特性,各种参数都是高度相关的,这使得针对任一参数的动力响应的特性都可能因其它参数值而发生很大改变。也就是说,在这种高度非线性的系统中,任一参数对响应特性的影响都会因其它参数值而发生很大改变。这样一来,要概括任一参数对阀门稳定性的影响就变得很难