文丘里阀（Venturi Valve）是一种基于流体力学原理设计的机械式流量控制装置，广泛应用于暖通空调（HVAC）系统中，尤其在需要精确控制风量或维持恒定气流的场合（如实验室、医院洁净室、生物安全柜等）。其核心原理结合了文丘里效应和机械反馈机制，以下是其工作原理的详细解析：

一、文丘里效应基础

文丘里效应指流体通过管道时，在管道截面收缩（喉部）处流速增加、静压降低的现象。文丘里阀通过设计特定的收缩-扩张管道结构，利用这一效应实现流量控制。

二、文丘里阀的核心结构

1. 收缩喉部：阀体内部设计为渐缩渐扩的流道，形成文丘里管结构。

2. 可调锥体：位于喉部中央的锥形调节件，通过轴向移动改变喉部有效截面积。

3. 弹簧反馈系统：与锥体连接的弹簧，根据压差变化自动调节锥体位置。

4. 压力感应腔：检测阀前（上游）和喉部（低压区）的静压差。

三、工作原理分步解析

1. 恒定流量设定
   用户通过旋转阀体外部调节盘预设目标流量（对应弹簧预紧力）。弹簧的刚度与目标流量匹配。

2. 压差驱动调节

• 若ΔP增大（流量可能增加），压差力推动锥体向喉部收缩方向移动，减少流通面积，限制流量；

• 若ΔP减小（流量可能降低），弹簧推动锥体回位，增大流通面积，补偿流量。

• 当系统阻力变化（如风管堵塞或过滤器积灰），导致阀前后压差（ΔP）改变。

• 压差作用在锥体上，产生与弹簧力方向相反的力：

3. 动态平衡
   锥体位置随压差实时调整，直至压差力与弹簧力达到平衡，此时喉部截面积与压差匹配，维持流量恒定。

四、关键特点

1. 机械自调节：无需外部电源或控制信号，纯机械结构实现闭环控制。

2. 压力无关性：在额定范围内，流量仅取决于弹簧设定值，与系统压力波动无关。

3. 高精度：典型控制精度可达±5%，适合对气流稳定性要求高的场景。

4. 低维护：无复杂电子元件，抗污染能力强。

五、典型应用场景

1. 实验室排风系统：维持排风罩面风速恒定，保障安全。

2. 洁净室压差控制：通过调节送/排风量保持房间正压或负压。

3. 动物房通风：确保换气次数稳定，避免交叉污染。

4. 医院隔离病房：精确控制气流方向，防止病原体扩散。