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如何避免质量流量控制器中的喷射现象:缩颈
点击次数:49 时间:2026-01-14


流经限流装置时的流动分类



在无约束的层流中,流体以稳定有序的方式运动。流道沿流动方向平行分布,例如在无湍流的河流和管道系统中。这种流动模式规律且易于归类。


当流体接近任何限制部位(如孔板或阀门)时,外侧流道(即距离限制最远的流道)开始向内侧流道(即距离限制最近的流道)弯曲。当流体到达限制处时,由于外侧流道的流体汇聚,内侧流道加速。


在通过限制部位后不久,外侧流道仍继续向内侧流道弯曲,导致流道持续收缩、流体进一步加速。最终,流体开始从内侧流道向外侧流道回流,以填充外侧空间,恢复正常流动。换言之,即使流道已没有阻碍,流动也不会立即恢复正常,而是需要一定距离和时间重新扩散。



缩颈


由于流体的动量,当流体通过孔板或阀门等限制时,会持续压缩自身。由于动量需要一定时间和距离才能发生改变并开始扩散,流体最窄的收缩点恰好位于孔板或阀门之后。


我们将这一最窄流动点称为“缩颈"(拉丁语意为“狭窄的脉管")。“喷射"一词即用于描述这种独特的收缩流动现象。


如何避免质量流量控制器中的喷射现象:缩颈




在Alicat质量流量设备中调整喷射效应


解释了喷射和缩颈后,我们进一步探讨其对Alicat设备的影响。


在Alicat设备中,当大流量气体或液体通过阀门时会发生喷射。由于缩颈位于阀门之后,流动受到限制,需要一定距离和时间才能重新充满整个流道。如果收缩持续时间过长,流体未能扩散填满Alicat设备内部的整个流道,流量测量就会失准。由于流体实际流经的几何形状与设备预期不符,Alicat设备报告的流量值将失去意义。


为避免喷射可能引发的问题,Alicat大流量设备采用下游安装阀门和更大孔径的设计,缩短喷射效应衰减所需距离,消除喷射对流量测量的影响,确保流量测量高度准确。


低流量设备通常不存在此问题。由于缩颈与阀门或孔板的距离取决于流量,小流量下缩颈更靠近阀门或孔板,流体在到达Alicat层流元件之前即可基本恢复正常流动。而在高流速下,缩颈会向下游移动更远,需要更长的距离才能全部扩散。出于同样原因,大流量设备无法使用小工艺接口——因为流体根本没有足够时间充分扩散。