チョークバルブ 特に石油およびガス部門内の多数の産業用途における基本的なコンポーネントです。それらの主な機能はシンプルでありながら重要です。流量と下流の圧力を制御するために、フローラインに意図的な制限を作成します。
コア原則：制限は制御を作成します
中心に、チョークバルブは、流体ダイナミクスの基本原理で動作します。 制限全体に圧力降下を作成します。 液体（液体、ガス、または混合物）がパイプラインを流れると、収縮を通過すると圧力が低下します。チョークバルブは、正確に制御され、しばしば調整可能な収縮点を提供するように設計されています。
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収縮の作成： チョークバルブ本体の内部では、特定のコンポーネントが流れ領域を削減します。このコンポーネントは、チョークタイプによって異なります。
- 修正窒息： 固定直径の穴で正確に機械加工されたオリフィスプレートまたは豆を使用します。オリフィスのサイズは、制限の程度を決定します。
- 調整可能なチョーク： 可動要素を使用して、制限を変更します。一般的なデザインには次のものがあります。
- 針と座席： テーパーの針は、一致するシートに対して直線的に動き、環状流量領域を変更します。
- 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、オープンフローエリアをケージの穴から調整します。
- ロータリーディスク/スライドスリーブ： 回転コンポーネントまたはスライドコンポーネントは、ポートを調整または誤って整列させて、フローパスの断面を変更します。
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圧力降下の生成： この制限された開口部によって流体が強制されると、その速度は収縮内で大幅に増加します（ベルヌーリの原則に従って）。流体が制限を出ると、より大きな下流のパイプの直径に戻ると、その速度が減少します。この急速な加速とそれに続く減速によりエネルギーが消散し、上流の圧力と比較してチョークの下流の圧力が大幅に低下します。 この圧力差（Δp= p_upStream -p_downStream）は意図的な結果です。
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流れと圧力の制御： 制限のサイズ（調整可能なチョーク）を変更するか、特定の固定オリフィスサイズを選択することにより、演算子は直接制御します。
- 流量： あらゆる上流の圧力と流体特性の場合、制限が小さいと、システムを通る流量が低くなります。
- ダウンストリーム圧力： 制限が小さくなると圧力降下が大きくなり、下流の圧力が大幅に低下します。逆に、より大きな制限により圧力降下が少なくなり、下流の圧力が高くなります。
関数を有効にする重要なコンポーネント：
- 体： 主な圧力含有容器。
- 要素の制限： コアコンポーネントは、流れの狭窄（針、プラグ、ケージ、オリフィス豆）を作成します。
- アクチュエータ（調整可能なチョーク用）： 制限要素を配置するメカニズム（手動ハンドホイール、油圧ピストン、電気モーター、空気圧アクチュエータ）。
- 座席： 精密にマシンされた表面は、バルブが閉じているときまたは最小流量設定でタイトなシールを保証し、漏れを防ぎます。
- トリム： フローストリームと侵食にさらされた内部湿った部品（座席、プラグ、ケージ、袖）。多くの場合、タングステン炭化物のような硬化材料で作られています。
重要なアプリケーション：
- 坑口制御（石油とガス）： 貯水池からの流れを調整して、下流の機器を高い坑口圧力から保護し、形成損傷を防ぎ（砂の生産）、生産率を管理します。
- 分離プロセス： 効率的なガス/液体/オイル分離のための最適な動作圧力を維持するために、分離器またはトリーターへの入口圧力を制御します。
- よくテスト： 貯水池の特性を測定するために、テスト期間中の流れを正確に制御します。
- 注入システム： 井戸またはプロセスに注入された水、ガス、または化学物質の流量を調節します。
- 圧力緩和： より敏感な機器に到達する前に、上流の上流圧力を低下させるための最初の防衛線として機能します。
- プロセス規制： さまざまな精製、化学処理、発電アプリケーションの流れと圧力の管理。
侵食流の処理： チョークにとって重要な課題は、侵食性液（砂、プロパント、または高速ガスを含む）を処理することです。制限ポイントでの高い速度は、トリムコンポーネントの迅速な摩耗を引き起こす可能性があります。したがって、厳しいサービスのために設計されたチョークバルブはしばしば組み込まれます。
- 硬化したトリム： タングステン炭化物またはその他の侵食耐性合金。
- 効率的なフローパス： 可能であれば乱流と直接的な衝突を最小限に抑えます。
- 交換可能なコンポーネント： 簡単に保守可能なトリムパーツ。
チョークバルブは、要求の厳しい産業環境で流体力学を管理するための不可欠なツールです。フローラインで正確に制御された制限を作成することにより、圧力降下の原理を活用して、流量と下流の圧力の両方を効果的に調節します。固定されたオリフィスまたは調整可能なトリムを介して、その堅牢な設計（しばしば硬化材料を侵食と組み込んだりする）を使用して、石油やガスの生産から複雑な加工プラントに至るまでの用途における安全性、プロセス効率、および機器の保護に重要な信頼できるパフォーマンスを維持します。
