节流装置在气路中的应用

　　0 前言

　　在工程使用中，高压气体经常作为传动的动力源;同时在某些特殊场合， 高压气体还作为产品制冷的制冷气源使用。 节流装置作为可以调节压力的一种装置，在气路系统中用广泛的应用。

　　节流装置实际就是气阻。 所谓气阻， 就是指体积小、阻力大的流通部件，其形式很多，可以做成恒定值的(如毛细管)，也可以做成可调值的(如可调节流装置)。恒定值气阻是指在一定的压降和流量时， 两者的比值为定值，不可调节。

　　1 气压特点及节流原理

　　节流装置分为可调及不可调两种， 不可调 (固定式)节流装置一般用于改变气路流量，其使用压力能够较高，但对气路的纯净度有一定的要求;可调式节流装置不易堵塞，流量不稳定，一般用于低压场合。 两者的节流原理是一致的， 在这里主要简述固定式节流装置的应用。

　　1.1传动气体的特点

　　本文讨论的节流为普通的流量计算等场合， 采用的是高压纯洁气体，不考虑过压及过高温对气体性能的影响。

　　1.2气体传动受力计算

　　对于图 1 中所示的几种情况的活塞受力计算，对于图对于图 1b 与图 1c 的所示的球面和圆锥体面， 要求气压力沿坚直方向作用在球面和圆锥体面上的力 F，就等于压力作用于该部分曲面在竖直方向的投影面积儿与压力 p 的乘积， 其作用点通过投影面的圆心，其方向向上，即

　　1.3节流原理

　　在气路中，经常采用气阻来控制流量及压力，一般的气阻是通过在管路中改变通气面面积的方法实现的，常用的气阻分为小孔及缝隙，在管路中经常采用的为小孔，缝隙一般用于阀门，在这里主要对小孔进行说明。

　　根据孔的长径比不同，通常将小孔分为三种：当小孔的长径比 l／d≤0.5 时，称为薄壁孔；当 l／d＞4 时．称为细长孔；当 0.5＜l／d≤4 时，称为短孔。 图 2 为气体流经节流孔示意图。

　　在图 2 中，当 d1/d≥7 时 ，流束的收缩作用不受孔前通道内壁的影响，故在一般情况下，在气路中设计使用节流装置时，应该遵守该比例要求。

　　依据伯努利方程， 节流装置的流量与两端的压差有下列关系：

　　式中 q———经过节流装置的流量;

　　K———由孔形状、 长度及气体决定的一个系数，当节流孔确定下列，并且气体介质不变化，则 K 也不变化;

　　Δp———节流孔前后的压差 (压差中压力的选取应避开节流孔对压力的影响区);

　　m———孔长径比决定的系数 ， 对于薄壁孔 m=0.5，对于短孔 m=0.5～1,对于长孔 m=1。