産業用流体システム、特に石油とガスの生産、化学処理、発電などの厳しいセクター内で、流体の流れを正確に制御することが最重要です。 チョークバルブ この目的のために特別に設計された重要なコンポーネントとして機能します。主にオン/オフサービスまたは中程度のフローレギュレーション向けに設計された標準的な分離バルブとは異なり、 チョークバルブ 制御された有意な圧力降下を作成し、高速、しばしば侵食性または腐食性の流体ストリームを作成するために最適化されています。
コア原則：圧力降下の誘導
a チョークバルブ コントロールフローは、aの意図的な作成を通じてです 制限 フローパス内。この制限により、流体は狭いオリフィスまたはギャップを通過するときに加速します。 Bernoulliの原則によれば、この速度の増加は、制限の下流の流体の圧力エネルギーの対応する減少をもたらします。 圧力降下 .
-
上流圧（P1）： 入る液体の圧力 チョークバルブ .
-
ダウンストリーム圧力（P2）： 液体の圧力が出る チョークバルブ .
-
圧力降下（ΔP）： P1とP2の違い（Δp= P1 -P2）。
-
流量（Q）： 単位時間ごとにバルブを通過する液体の体積量。
流量（q）、制限のサイズ（オリフィス領域、a）、および圧力低下（Δp）の関係は、非圧縮性流体の基本的な流れ方程式（単純化）によって支配されています。
q = c_d * a *√（2 *Δp /ρ）
どこ：
-
CD排出係数（摩擦と流れの特性を考慮しています） -
ρ流体密度です
この方程式は、流量（q）に対するオリフィス領域（a）と圧力低下（Δp）の直接的な影響を強調しています。内部の有効なオリフィス領域を調整します チョークバルブ 、オペレーターは、圧力降下の大きさ、その結果、流体の流量を直接制御します。
重要なメカニズムと設計のバリエーション
チョークバルブ さまざまな内部設計を通じて、この制御された制限を達成します。
-
修正窒息： これらは、調整不可能なオリフィスを特徴としています（たとえば、正確に機械加工された穴を備えた豆または挿入）。フロー制御は、予想されるフロー条件に目的の圧力降下を作成する特定のビーンサイズを選択およびインストールすることにより実現されます。それらはシンプルで堅牢で、流量が比較的安定している場所で使用されます。
-
可変チョーク： これらにより、オリフィス領域のリアルタイム調整が可能になり、プロセス条件の変化に応じて動的なフロー制御が可能になります。一般的なデザインには次のものがあります。
-
針と座席： テーパーの針が一致するシートに直線的に移動し、環状の流れ領域を徐々に変更します。
-
ケージとプラグ： 穿孔されたケージは、円筒形またはテーパープラグを囲んでいます。プラグを移動すると、ケージポートのオープンエリアが変わります。
-
ロータリーディスク： 整列またはオフセットの穴を備えた複数のディスクは、互いに比較的回転して、開いた流れ領域を変化させます。
-
運用機能と重要なアプリケーション
誘導圧力降下を介してフローを制御する能力は チョークバルブ いくつかの重要な機能：
-
流量規制： 主な機能 - 生産液の希望の体積または質量流量を正確に設定して維持し、化学物質を処理する、または冷却水を処理します。
-
バックプレッシャーのメンテナンス： バルブの上流の十分な圧力を維持するには、チョークが不可欠です。これは、貯水池のドローダウンを制御し、砂の生産を防ぎ、形成の損傷を避け（水が鳴るなど）、貯水池から井戸への安定した流れを確保するために、石油とガスの井戸で重要です。
-
圧力制御： 圧力降下を管理することにより、チョークは下流のシステム圧力に直接影響します。これらは、上流の過剰圧力条件から下流の機器（セパレーター、パイプライン、加工施設）を保護します。
-
エネルギー散逸： 低圧システムに入る前に、高圧流体のエネルギーを安全に放散します。
チョークバルブのパフォーマンスに関する重要な考慮事項
aの有効性と寿命 チョークバルブ 固有の課題への対処に大きく依存しています。
-
侵食： 高速流体、特に研磨固形物（砂、植物）を含むものは、バルブの内部（シート、プラグ、ケージ、オリフィス）を急速に侵食します。タングステン炭化物、星、またはセラミックコーティングなどの材料は、一般的に侵食抵抗に使用されます。
-
キャビテーション： 下流の圧力（P2）が液体の蒸気圧の下に低下すると、蒸気泡が形成されます。これらの気泡は、圧力が下流に上昇すると激しく内破し、表面の孔食と損傷を引き起こします。チョークトリムデザインは、キャビテーションの可能性を最小限に抑えることを目指しています。
-
腐食： 腐食性液（H₂S、CO₂、酸）との互換性は、材料の選択（例：腐食耐性合金-CRA）を決定します。
-
点滅： 下流の圧力が流体のバブルポイント圧力を下回ると発生し、液体の一部が蒸気に閃光を発生させます。この2相フローはフロー特性を変化させ、侵食を悪化させる可能性があります。
-
ノイズと振動： 高圧ドロップは、重要なノイズと振動を生成する可能性があり、マルチステージの圧力削減トリムや外部サイレンサーなどの緩和戦略が必要です。
チョークバルブ 重要な産業用途における正確な流体フロー制御のための不可欠なコンポーネントです。キャリブレーションされた制限を作成することにより、圧力降下と流量の基本的な関係を活用します。固定されたオリフィスであろうと調整可能なメカニズムを介して、 チョークバルブ オペレーターは、流れを調節し、本質的な逆圧を維持し、制御システムの圧力を維持し、プロセス流体のエネルギーを安全に管理できるようにします。圧力降下の原理を理解し、適切なバルブタイプ（固定または変数）を選択し、侵食、腐食、およびその他の課題と戦うための材料の選択を慎重に検討することは、信頼できる効果的な操作に不可欠です チョークバルブ 要求の厳しいサービス環境。それらの堅牢な設計と焦点を絞った機能により、標準バルブが不足している重要なフロー制御タスクのためのエンジニアリングソリューションになります。
