兩部分中的第一部分
本專欄討論閥門和配件，并評(píng)估這些設(shè)備如何影響管道系統(tǒng)的運(yùn)行。閥門和配件連接管道，直接流動(dòng)并隔離設(shè)備和管道系統(tǒng)的各個(gè)部分。液壓能用于使流體通過管道系統(tǒng)。
閥門或配件中的液壓能會(huì)通過以下四種方式損失：
運(yùn)動(dòng)流體與內(nèi)表面之間的摩擦
改變流向
流路阻塞
由于流動(dòng)路徑的形狀或橫截面積不同而引起的流速變化
閥門和配件對(duì)工廠系統(tǒng)性能的綜合影響在計(jì)算和優(yōu)化管道系統(tǒng)時(shí)常常被忽略。
計(jì)算人頭損失
計(jì)算閥門和配件的水頭損失的三種常見方法是：
K法
L / D系數(shù)（在D上發(fā)音為L(zhǎng)）
C V（發(fā)音為C sub V）
在大多數(shù)工業(yè)應(yīng)用中，每種方法都可以準(zhǔn)確確定與閥門和配件相關(guān)的壓頭損失。此列中的計(jì)算是針對(duì)閥門類型而不是特定制造商的閥門的揚(yáng)程損失的一般計(jì)算方法。
上個(gè)月的專欄文章（Pumps＆Systems，2015年4月）展示了根據(jù)管道和流體特性計(jì)算管道壓頭損失的方法。可以使用相同的方法來確定與閥門和配件相關(guān)的損失。具體地，可以根據(jù)流過閥或配件的流體的速度來計(jì)算跨閥或配件的壓頭損失。
K值
如伯努利方程所示，管道中的流體速度會(huì)影響流體的總能量。速度頭基于公式1中所示的關(guān)系。
其中
v =流體速度（英尺/秒）
g =局部漸變常數(shù)（英尺/秒2）
當(dāng)流體流經(jīng)閥門和配件時(shí)，會(huì)出現(xiàn)壓力下降和壓頭損失。設(shè)備上的壓降也隨通過設(shè)備的速度的平方而變化。結(jié)果，可以使用等式2中列出的無量綱阻力系數(shù)K來表示水頭損失，以速度水頭表示。
電阻系數(shù)K可以看作是由閥門或配件引起的速度損失的數(shù)量。當(dāng)流體處于完全湍流區(qū)域時(shí)，K的值恒定。
K的值可以根據(jù)從各種測(cè)試數(shù)據(jù)中獲得的經(jīng)驗(yàn)結(jié)果，根據(jù)閥門或配件的幾何形狀來計(jì)算。例如，可以使用公式3計(jì)算圖1所示的45度至180度減速器的K值。2
圖1.收縮變徑管，其中變徑管的角度大于40度但小于或等于180度（圖片由作者提供）
其中
K 2 =相對(duì)于大直徑的K值（無單位）
Θ=減速器的接近角，以度為單位
β= d 1 / d 2
d 1 =減速器的小直徑（英寸）
d 2 =減速器的大直徑（英寸）
在圖1中，公式3是計(jì)算流體管道系統(tǒng)中常見配件的K值的方法示例。公式3顯示，管徑變化越大，異徑管的K值越大。它還表明，接近角越大，K值越大。
圖1顯示，隨著角度（Θ）的增加，流體必須在較短的距離內(nèi)從較低的速度（v 2）加速到較高的速度（v 1）。每行駛距離的速度變化越大，頭部損失越大。從β（β）比率來看，差值越大，流體在減速器內(nèi)必須加速的速度越快，從而導(dǎo)致更大的壓頭損失。
圖2.從管線到儲(chǔ)罐過渡時(shí)，K值最大。
過程的各個(gè)部分，例如從儲(chǔ)罐到管道的過渡或從管道到儲(chǔ)罐的過渡，也用K值描述。圖2顯示了幾種類型的過渡及其關(guān)聯(lián)的K值。動(dòng)量的變化會(huì)導(dǎo)致?lián)p失。例如，流體的速度接近每秒0英尺。但是在管道中，必須加速流體的流動(dòng)，從而導(dǎo)致動(dòng)量發(fā)生變化。這種變化因摩擦而失去。
L / D系數(shù)
L / D系數(shù)通常用于確定閥門或配件的壓頭損失。公式2中使用速度水頭的水頭損失公式與2015年4月列（公式4）中所示的管道的水頭損失公式相似。