深圳计为专注物位测量
深圳计为自动化技术有限公司官方账号
2164篇原创
阀门压降，是流体流经阀门后，上游压力与下游压力之间的差值。
公式很简单：
ΔP = P₁ - P₂
P₁ 是阀前压力，P₂ 是阀后压力。
很多人看到这个公式，会直接得出一个判断：阀前压力越高，阀门压降越大。
这个判断是错的。
阀门压降不是由阀前压力单独决定的。真正决定阀门压降的，是流量、流体密度、阀门开度、阀门结构和流动状态。
同一只阀门，同一开度，同一种液体，同一温度，同一流量，只要没有发生空化、闪蒸和阻塞流，阀门压降就基本相同。阀前压力高，不代表阀门压降就大。
一
阀门为什么会产生压降
流体流经阀门时，阀门内部的流道会发生收缩、转向、扩张和扰动。
流体通过狭窄流道时，流通面积减小，流速会升高，静压力会下降。而节流点下游的流速继续收缩，在某一位置达到较小流通面积，这个位置叫做收缩断面，也叫 vena contracta。
在收缩断面处，通常流速处于高位，而静压力处在低位。
随后流体逐渐扩散，流速下降，压力回升。但压力不会恢复到阀前压力，因为流体在阀门内部已经产生了来自局部阻力、湍流、涡流、流动分离和壁面摩擦的能量损失。
表现到系统中，就是阀门压降。
所以，阀门压降的本质不是“压力被阀门吃掉了”，而是流体机械能被阀门内部阻力消耗掉了。
二
压降不是只看阀前压力
判断阀门压降，不能只看阀前压力。
对液体单相稳定流来说，在阀门开度不变的条件下，阀门压降可以写成：
ΔP = K · ρ · v² / 2
其中：
K 是阀门局部阻力系数；
ρ 是流体密度；
v 是流体平均流速。
这个公式已经把问题说清楚了。
在同一只阀门、同一开度下，K 基本不变。
在同一种液体、同一温度下，ρ 基本不变。
在相同流量、相同流通面积下，v 基本不变。
K、ρ、v 都不变，ΔP 就不会因为阀前压力高而自动变大。
这就是判断阀门压降的底层逻辑。
三
阀前压力高，压降就大？
这个误判来自对压力概念的混淆。
阀前压力是一个状态点压力。
阀门压降是两个状态点之间的压力差。
二者不是一回事。
P₁ 高，不代表 P₁ - P₂ 就一定大。
要判断 ΔP，要同时知道 P₁ 和 P₂。
举个简单例子：
工况 A：阀前压力 0.6 MPa，阀后压力 0.4 MPa，压降是 0.2 MPa。
工况 B：阀前压力 1.0 MPa，阀后压力 0.8 MPa，压降也是 0.2 MPa。
工况 B 的阀前压力更高，但阀门压降并没有更大。
因此，只看阀前压力判断阀门压降，本身就是错误方法。
四
管道阻力公式说明什么
管道阻力常用公式为：
Δh = Σλ · L/d · v²/2g + Σξ · v²/2g
换算成压力损失：
ΔP = ρgΔh
也就是：
ΔP = ρ · Σλ · L/d · v²/2 + ρ · Σξ · v²/2
这个公式说明得很清楚：
压力损失主要与流体密度、流速平方、管道长度、管径和阻力系数有关。
阀门属于局部阻力元件，核心主要看局部阻力系数和流速。
同一只阀门，同一开度，同一流量，局部阻力条件没有变化，压降就不会因为阀前压力升高而直接增大。
把“阀前压力高”当成“阀门压降大”，是把系统压力水平和局部压力损失混为一谈。
五
液体工况要区分空化和闪蒸
液体流经阀门时，收缩断面处压力处于低位。
当收缩断面压力低于液体在当前温度下的饱和蒸汽压时，液体发生局部汽化，产生气泡。
这时要区分两种情况。
第一种是空化。
流体经过收缩断面后，压力重新升高到饱和蒸汽压以上，气泡迅速塌陷。气泡塌陷会产生强烈局部冲击，直接损伤阀芯、阀座和阀体内壁。
空化的典型后果是噪声、振动、点蚀、剥落和阀内件失效。
第二种是闪蒸。
如果阀后压力仍低于饱和蒸汽压，气泡不会塌陷，而是以汽液两相流形式继续向下游流动。
闪蒸的主要破坏来自高速两相流冲刷。受损位置通常集中在阀后流道和下游管段。
空化和闪蒸不是一回事。
空化看气泡塌陷，闪蒸看两相冲刷。
这两个概念要分清。
六
阻塞流不是普通压降
当阀后压力继续降低，流量不再随之增加时，系统就进入了阻塞流状态。
液体阻塞流通常与收缩断面汽化有关。当收缩断面被汽液混合物占据后，而下游压力和流量继续降低。
气体阻塞流则与声速有关。当阀门内部某处气体流速达到当地声速后，继续降低下游压力，流量也不会继续增加。
所以，高压差阀门不能只用普通阻力公式处理。
液体要校核空化、闪蒸和阻塞流。
气体要校核临界流、出口流速和噪声。
这一步不能省。
七
高压降对阀门的影响
阀门承担高压降时，内部流速高，湍流强，能量释放集中。
将造成包括阀芯冲蚀，阀座磨损，阀体内壁损伤，空化破坏，闪蒸冲刷，气体噪声升高，管道振动，调节性能下降，密封性能下降，阀门寿命缩短等的直接后果。
高压降阀门不能只看口径、压力等级和连接尺寸。
要看阀芯结构、降压级数、材料硬度、流速控制、抗空化结构、降噪结构和下游管道布置。
对高压差调节阀，应采用多级降压阀芯、迷宫阀芯、抗空化阀芯、扩散器或降噪结构。
目的只是把压力能分级释放，避免能量集中在单一节流点。
八
阀门压降不能简单估算
有人说，阀门压降可以按同长度管道的两倍估算。
这个说法不适合阀门选型和校核。
因为不同阀门的局部阻力差异很大。比如球阀、闸阀、截止阀、蝶阀、调节阀、角阀、多级降压阀，它们内部结构完全不同，阻力系数当然也会相差很大。
同一只调节阀，不同开度下的流阻也完全不同。
因此，阀门压降应优先采用厂家提供的 Cv 值、Kv 值、流量特性曲线和开度数据计算。
粗略估算只能用于早期判断，不能用于正式选型。
九
小结
对于题中的工况 A 和工况 B，可以作如下判断：
如果两种工况下，阀门相同、开度相同、流体相同、温度相同、流量相同，并且没有发生空化、闪蒸和阻塞流，那么两种工况下的阀门压降基本相同。
不能因为工况 B 的阀前压力高，就说工况 B 的阀门压降更大。
判断阀门压降，要看流量、密度、阀门阻力和流动状态。
阀前压力只是一个状态点压力，不是判断压降大小的单一依据。
阀门压降看的是流体通过阀门损失了多少能量，不是看阀前压力有多高。
PROFILE
技术工程师
刘工
资深工程师，长期专注于液位测量设备的现场应用与技术改进，具备丰富的工程实践经验。曾多次参与石化、电力等行业项目，对雷达液位计、磁翻板液位计等仪表的选型、安装与故障分析有深入研究，尤其擅长解决密封、振动、温差等极端工况下的安装问题，帮助客户提升系统稳定性与测量可靠性。
1、常见的阀门类型及特点
2、什么是阀门定位器及其应用
3、现场常见阀门类型
封面丨小黄
文字丨刘工
图片丨阿刀
审核丨小田
免责声明：1、本公众号内容主要用于工业自动化与仪器仪表领域的技术交流与信息分享。部分内容来源于公开资料、行业交流或客户案例整理，如涉及版权问题，请相关权利人联系本公众号并提供有效证明，我们将第一时间妥善处理。2、文中所涉及的技术观点、应用说明及案例分析仅供参考，不构成具体工程设计或选型依据。3、实际应用请结合现场工况，并以项目设计文件、相关标准及规范要求为准。4、未经授权，任何媒体、网站或个人转载、摘编本公众号内容，须注明来源，并自行承担由此产生的法律责任。
热门跟贴