壓縮氣體減壓閥壓縮系數(shù)

壓縮氣體減壓閥壓縮系數(shù) 什么是氣體的壓縮系數(shù)？ 壓縮氣體減壓閥壓縮系數(shù) 壓縮空氣減壓閥壓縮系數(shù) 壓縮氮?dú)鉁p壓閥壓縮系數(shù)    YK43F壓縮氣體減壓閥壓縮系數(shù)  壓縮氣體減壓閥壓縮流量系數(shù)     
之前介紹組合式減壓閥在國(guó)華惠州熱電應(yīng)用，現(xiàn)在介紹 什么是氣體的壓縮系數(shù)？ 
答：氣體壓縮系數(shù)Compressibilitycoefficient，也稱壓縮因子Compressibilityfactor。是實(shí)際氣體性質(zhì)與理想氣體性質(zhì)偏差的修正值。通常用Z表示，Z=Pv/RT＝Pvm/RuT；Z也可以認(rèn)為是實(shí)際氣體比容v(vactual)對(duì)理想氣體比容videal的比值；Z＝vactual/videal；videal＝RT/P。其中，P是氣體的壓力；vm是摩爾體積；Ru是通用氣體常數(shù)；R=Ru/M；R是氣體的摩爾氣體常數(shù)；T是熱力學(xué)溫度。Z偏離1越遠(yuǎn)，氣體性質(zhì)偏離理想氣體性質(zhì)越遠(yuǎn)。Z在實(shí)際氣體狀態(tài)方程中出現(xiàn)。凡在氣體流量的計(jì)算中必然要考慮壓縮系數(shù)。在壓力不太高、溫度較高、密度較小的參數(shù)范圍內(nèi)，按理想氣體計(jì)算能滿足一般工程計(jì)算精度的需要，使用理想氣體狀態(tài)方程就可以了，此時(shí)壓縮系數(shù)等于1。但是在較高壓力、較低溫度或者要求高準(zhǔn)確度計(jì)算，需要使用實(shí)際氣體狀態(tài)方程，在計(jì)量氣體流量時(shí)由于要求計(jì)算準(zhǔn)確度較高，通常需要考慮壓縮系數(shù)。隨著對(duì)氣體狀態(tài)方程準(zhǔn)確度要求提高，在百余年來(lái)實(shí)際氣體狀態(tài)方程出現(xiàn)了許多不同形式，對(duì)壓縮系數(shù)也有不同的表述。比較有名的是范德瓦爾狀態(tài)方程和維里狀態(tài)方程。
求得壓縮系數(shù)的方法：壓縮模量（Es）：是指在側(cè)限條件下受壓時(shí)壓應(yīng)力δz與相應(yīng)應(yīng)變qz之比值；即 Es＝δz/qz 單位：Mpa 壓縮模量與壓縮系數(shù)之關(guān)系：Es越大，表明在同一壓力范圍內(nèi)土的
氣體減壓閥YK43X/F適用于工作溫度≤180℃的空氣，煤氣，液化氣，氨氣，氮?dú)猓鯕獾裙苈飞?。氣體減壓閥YK43X結(jié)構(gòu)形式為活塞式，進(jìn)口壓力與出口壓力之差必須≥0.15MPa。減壓閥YK43F通過(guò)啟閉件的節(jié)流，將進(jìn)口壓力降至某一需要的出口壓力，并借助介質(zhì)本身的能量，使閥后壓力自動(dòng)滿足預(yù)定要求，適應(yīng)工況要求。


 一、氣體減壓閥的工作原理
1、當(dāng)輸出壓力低于設(shè)定值時(shí)，活塞下側(cè)的力大于上側(cè)，活塞向上移動(dòng)，推動(dòng)閥蓋上移，使調(diào)壓閥口加大，由調(diào)壓閥口進(jìn)入輸出腔的壓縮空氣的流量加大，輸出腔的壓力則隨之上升。當(dāng)輸出腔的壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)，活塞上、下兩側(cè)所承受的力處于平衡狀態(tài)，活塞停止上移，調(diào)壓閥口的開(kāi)度保持不變。輸出口輸出壓縮空氣的壓力和流量保持穩(wěn)定。
2、當(dāng)輸出壓力高于設(shè)定壓力時(shí)，活塞上側(cè)的作用力大于下側(cè)，閥蓋和活塞一起向下移動(dòng)，使調(diào)壓閥口開(kāi)度減小，經(jīng)調(diào)壓閥口進(jìn)入輸出腔的氣體的流量減小，則輸出腔的氣體的壓力下降。若此時(shí)輸出腔的壓力仍高于設(shè)定值，則活塞仍繼續(xù)向下移動(dòng)，直至調(diào)壓閥口*關(guān)閉。此時(shí)閥蓋上彈簧的力不再通過(guò)閥芯作用在活塞上，而是使閥蓋底面的膠墊緊緊地壓在調(diào)壓閥口上，輸入腔與輸出腔之間通路被隔斷。此時(shí)，如果輸出壓力等于設(shè)定壓力值，則活塞停止運(yùn)動(dòng)。此時(shí)設(shè)定壓力就是在調(diào)壓閥口與溢流閥口同時(shí)關(guān)閉，閥處于靜平衡狀態(tài)時(shí)的出口壓力。
3、若輸出壓力仍高于設(shè)定壓力值，活塞繼續(xù)向下移動(dòng)，溢流閥口即閥芯的上端面與閥蓋的底面脫離，輸出腔與溢流腔連通，輸出腔內(nèi)氣體經(jīng)溢流閥口排出。隨著輸出腔內(nèi)壓力的下降，活塞下側(cè)的壓力高于上側(cè)，使活塞與閥芯一起沿軸向向上移動(dòng)逐漸關(guān)小溢流閥口的開(kāi)度。當(dāng)輸出壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)，溢流閥口與閥蓋底面*貼合，輸出腔與溢流腔之間通路被隔斷，溢流停止。此時(shí)，溢流閥口與調(diào)壓閥口同時(shí)關(guān)閉，閥處于氣體停止流動(dòng)的靜平衡狀態(tài)。由于閥蓋上、下側(cè)所受氣壓處于相互抵消的平衡狀態(tài)，所以，無(wú)論進(jìn)氣口的壓力如何波動(dòng)，都不能影響閥內(nèi)壓力平衡，因而能夠確保出口壓力始終穩(wěn)定在所需要在設(shè)定值上，使閥具有良好的壓力特性。


二、氣體減壓閥的型號(hào)選型標(biāo)準(zhǔn)
上海申弘閥門有限公司主營(yíng)閥門有：減壓閥(組合式減壓閥,可調(diào)式減壓閥,自力式減壓閥根據(jù)使用要求選定減壓閥的類型和調(diào)壓精度，再根據(jù)所需大輸出流量選擇其通徑。決定閥的氣源壓力時(shí)，應(yīng)使其大于高輸出壓力0．1MPa。減壓閥一般安裝在分水濾氣器之后，油霧器或定值器之前，并注意不要將其進(jìn)、出口接反；閥不用時(shí)應(yīng)把旋鈕放松，以免膜片經(jīng)常受壓變形而影響其性能。
氣體減壓閥型號(hào)：
YK43F-16C，YK43F-25C，YK43F-40C，YK43F-64C，YK43F-100C
YK43X-16C，YK43X-25C，YK43X-40C，YK43X-64C，YK43X-100C


1)查表法，對(duì)比態(tài)參數(shù)在圖表上查得。已有的圖表是通過(guò)試驗(yàn)對(duì)不同氣體測(cè)得P、v、T（分別是壓力、比容、溫度）數(shù)據(jù)和相應(yīng)的臨界參數(shù)Pc、vc、Tc、計(jì)算得到對(duì)比參數(shù)Pr、vr、Tr繪制的Z--Pr、vr圖。Zc是固定的，如圖1，ZC固定為0.27。
圖 1 通用氣體壓縮系數(shù),縱坐標(biāo)Z，橫坐標(biāo)是Pr¬
式中，Pc是臨界壓力，Tc是臨界溫度，隨物質(zhì)不同而不同；對(duì)比壓力Pr、對(duì)比溫度Tr根據(jù)測(cè)量的壓力、溫度和臨界壓力、溫度計(jì)算；Pr=P/Pc；Tr=T/Tc；zc為臨界點(diǎn)處實(shí)際氣體的壓縮因子，稱為臨界壓縮因子。實(shí)驗(yàn)表明，臨界壓縮因子zc數(shù)值相近的各種氣體，可以認(rèn)為具有相似的熱力學(xué)性質(zhì)，即在相同的對(duì)比壓力pr及對(duì)比溫度Tr下，它們的對(duì)比比體積vr的數(shù)值基本相同，都可以表示為vr＝f(pr,Tr)。于是壓縮因子還可以表示為
    對(duì)于臨界壓縮因子zc有相同數(shù)值的氣體，當(dāng)它們的對(duì)比參數(shù)pr及Tr相同，即處于對(duì)應(yīng)狀態(tài)時(shí)，它們壓縮因子*有相同的數(shù)值。于是，如果把壓縮因子z隨狀態(tài)變化的實(shí)驗(yàn)關(guān)系整理成z與對(duì)比參數(shù)pr及Tr的關(guān)系，并表示成如圖1所示的圖線，就可以用于所有具有相同臨界壓縮因子zc的氣體，直接按其狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的pr、Tr的值，由圖上查取該狀態(tài)下壓縮因子z的數(shù)值。因而這種表示z與pr、Tr關(guān)系的線圖稱為通用壓縮因子圖。


各種氣體臨界壓縮因子的數(shù)值大致在0.23～0.31的范圍內(nèi)，而60%的烴類氣體的zc在0.27左右，故常見(jiàn)的通用壓縮因子圖為zc＝0.27的線圖。該圖也常用于zc不等于0.27的氣體的近似計(jì)算，當(dāng)用于zc＝0.26～0.28的各種氣體時(shí)，除臨界點(diǎn)附近的狀態(tài)外，所得z的數(shù)值的誤差小于5%。此外，對(duì)于一些沒(méi)有詳細(xì)物性數(shù)據(jù)的氣體，采用通用壓縮因子圖估算其狀態(tài)變化關(guān)系有很大的實(shí)用價(jià)值。如果在氣體的狀態(tài)變化范圍內(nèi)，壓縮因子z的數(shù)值在0.95～1.05的范圍內(nèi)，則可當(dāng)作理想氣體處理。
    在臨界壓縮因子zc數(shù)值相同的條件下，如果已知Tr及Pr，就可應(yīng)用通用熱力性質(zhì)圖查出相應(yīng)的偏差來(lái)。在應(yīng)用通用熱力性質(zhì)圖時(shí)，應(yīng)注意該圖的臨界壓縮因子zc的數(shù)值。顯然，使用非同組的壓縮因子圖，會(huì)帶來(lái)較大的誤差。
2) 計(jì)算法
根據(jù)維里狀態(tài)方程
其中，ω是對(duì)比密度，ω＝ρ/ρc;τ是對(duì)比溫度，τ＝T/Tc ；bi,j是維里系數(shù)，
對(duì)于空氣，bi,j使用下表，bi,j是維里系數(shù)


      對(duì)于天然氣，按照 AGA8/1992 and ISO-12213-2/1997 ,天然氣的z系數(shù)計(jì)算氣體減壓閥是減壓閥的一種。主要用于各種氣體的減壓，空氣減壓，煤氣減壓，天然氣減壓，氮?dú)鉁p壓，氧氣減壓。
氣體減壓閥一般用于常溫介質(zhì)。按照結(jié)構(gòu)不同分為先導(dǎo)式減壓閥和直接作用減壓閥。先導(dǎo)式減壓閥常用的產(chǎn)品型號(hào)YK43X/F先導(dǎo)活塞式氣體減壓閥，由導(dǎo)閥和主閥兩部分組成，導(dǎo)閥內(nèi)有壓力調(diào)節(jié)彈簧，通過(guò)調(diào)節(jié)螺釘?shù)男D(zhuǎn)可以改變氣體減壓閥出口壓力。直接作用式減壓閥常用產(chǎn)品型號(hào)Y42X/F，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)彈簧上的調(diào)節(jié)螺釘，改變調(diào)節(jié)彈簧的壓縮量，繼而改變減壓閥出口壓力。
氣體減壓閥閥座密封面采用軟密封結(jié)構(gòu)，可以達(dá)到零泄漏。既可以減動(dòng)壓，同時(shí)也可以減靜壓。蒸汽減壓閥則采用金屬密封閥座，可以有少許的泄漏量，只能減動(dòng)壓，不能減靜壓，不能用于氣體減壓。
氣體減壓閥出口壓力低于0.2MPa時(shí)，可以選用ZZYP自力式壓力調(diào)節(jié)閥和先導(dǎo)薄膜式減壓閥，他們均采用薄膜式結(jié)構(gòu)，出口壓力的任何變化都能夠使膜片作用力發(fā)生變化，帶動(dòng)閥芯動(dòng)作，自動(dòng)完成對(duì)出口壓力的調(diào)整。
 氣體壓縮系數(shù)Compressibilitycoefficient，也稱壓縮因子 Compressibilityfactor。是實(shí)際氣體性質(zhì)與理想氣體性質(zhì)偏差的修正值。通常用Z表示，Z=Pv/RT＝Pvm/RuT；Z也可以認(rèn)為是實(shí)際氣體比容v(vactual)對(duì)理想氣體比容videal的比值；Z＝vactual/videal；videal＝RT/P。其中，P是氣體的壓力；vm是摩爾體積；Ru是通用氣體常數(shù)；R=Ru/M；R是氣體的摩爾氣體常數(shù)；T是熱力學(xué)溫度。Z偏離1越遠(yuǎn)，氣體性質(zhì)偏離理想氣體性質(zhì)越遠(yuǎn)。Z在實(shí)際氣體狀態(tài)方程中出現(xiàn)。凡在氣體流量的計(jì)算中必然要考慮壓縮系數(shù)。在壓力不太高、溫度較高、密度較小的參數(shù)范圍內(nèi)，按理想氣體計(jì)算能滿足一般工程計(jì)算精度的需要，使用理想氣體狀態(tài)方程就可以了，此時(shí)壓縮系數(shù)等于1。但是在較高壓力、較低溫度或者要求高準(zhǔn)確度計(jì)算，需要使用實(shí)際氣體狀態(tài)方程，在計(jì)量氣體流量時(shí)由于要求計(jì)算準(zhǔn)確度較高，通常需要考慮壓縮系數(shù)。


其中，ρm是天然氣的莫爾密度，ρr是對(duì)比密度，B是第二維里系數(shù)，Cn*是溫度從屬系數(shù)（emperaturedependent coefficients），bn, cn和kn是ISO-12213-2/1997.給的狀態(tài)方程的參數(shù)，ρm是莫爾密度，ρr是對(duì)比密度；有關(guān)參數(shù)的計(jì)算比較復(fù)雜，請(qǐng)參閱ISO-12213-2/1997.
3)試驗(yàn)法，按照實(shí)際使用的氣體，根據(jù)需要的誤差，選擇合適的狀態(tài)方程，進(jìn)行試驗(yàn)，得到自己需要的壓縮系數(shù)，是準(zhǔn)確的方法。
如果要求不太高，用查表法；如果要求高，用計(jì)算法或者查專門文獻(xiàn)及標(biāo)準(zhǔn)資料。與本產(chǎn)品相關(guān)論文：200X先導(dǎo)隔膜式水用減壓閥安裝要求