如何選擇調(diào)節(jié)閥的流量特性

如何選擇調(diào)節(jié)閥的流量特性？ 如何選擇調(diào)節(jié)閥的流量特性 如何選擇電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的流量特性

如何選擇氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的流量特性 如何選擇手動(dòng)調(diào)節(jié)閥的流量特性 調(diào)節(jié)閥的流量特性
    之前介紹組合式減壓閥在國華惠州熱電應(yīng)用，現(xiàn)在介紹調(diào)節(jié)閥的流量特性是指介質(zhì)流過閥的相對(duì)流量與相對(duì)位移間的關(guān)系，數(shù)學(xué)表達(dá)式如下：
    式中Q／Q…為相對(duì)流量，為調(diào)節(jié)閥在某一開度時(shí)流量Q與全開流量Qmax之比；ft，L為相對(duì)位移，為調(diào)節(jié)閥在某一開度時(shí)閥芯位移Z與全開位移L之比。
    選擇的總體原則是調(diào)節(jié)閥的流量特性應(yīng)與調(diào)節(jié)對(duì)象特性及調(diào)節(jié)器特性相反，這樣可使調(diào)節(jié)系統(tǒng)的綜合特性接近于線性。選擇通常在工藝系統(tǒng)要求下進(jìn)行，但是還要考慮很多實(shí)際情況，現(xiàn)分別加以說明。調(diào)節(jié)閥的流量特性分為等百分比、線性、拋物線，調(diào)節(jié)閥用于調(diào)節(jié)介質(zhì)的流量、壓力和液位。根據(jù)調(diào)節(jié)部位信號(hào)，自動(dòng)控制閥門的開度，從而達(dá)到介質(zhì)流量、壓力和液位的調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)閥分電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥和液動(dòng)調(diào)節(jié)閥等。常用的是電動(dòng)調(diào)節(jié)閥和氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥兩種。調(diào)節(jié)閥由電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)或氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)閥兩部分組成。調(diào)節(jié)閥通常分為直通單座式調(diào)節(jié)閥和直通雙座式調(diào)節(jié)閥兩種，后者具有流通能力大、不平衡辦小和操作穩(wěn)定的特點(diǎn)，所以通常特別適用于大流量、高壓降和泄漏少的場(chǎng)合。



流通能力Cv是選擇調(diào)節(jié)閥的主要參數(shù)之一，調(diào)節(jié)閥的流通能力的定義為：當(dāng)調(diào)節(jié)閥全開時(shí)，閥兩端壓差為0.1MPa，流體密度為1g/cm3時(shí)，每小時(shí)流徑調(diào)節(jié)閥的流量數(shù)，稱為流通能力，也稱流量系數(shù)，以Cv表示，單位為t/h。

上海申弘閥門有限公司主營閥門有：減壓閥(組合式減壓閥,可調(diào)式減壓閥,自力式減壓閥根據(jù)流通能力Cv值大小查表，就可以確定調(diào)節(jié)閥的公稱通徑DN。調(diào)節(jié)閥作為過程控制的終端元件，已廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)過程中，其技術(shù)和使用條件也比較成熟，但由于生產(chǎn)中不確定因素多，對(duì)象的特性又多種多樣，使得調(diào)節(jié)閥的選用比較復(fù)雜，并且調(diào)節(jié)閥的性能指標(biāo)如何又直接影響到過程控制的質(zhì)量好壞，尤其是流量特性的確定。在此，就調(diào)節(jié)閥理想流量特性的選擇問題進(jìn)行探討。


2 如何選擇調(diào)節(jié)閥的流量特性調(diào)節(jié)閥的流量特性
調(diào)節(jié)閥出廠時(shí)所標(biāo)明的都是理想流量特性，是按閥兩端壓降固定不變的理想狀況來設(shè)計(jì)的，主要有圖1所示的直線型、對(duì)數(shù)型、拋物線型和快開型四種形式。圖中的I/L（%）表示相對(duì)開度對(duì)Q/Qmax（%）表示相對(duì)流量。
 但實(shí)際應(yīng)用過程中，由于多種因素的影響，如管道內(nèi)壁壓降、管件局部阻力壓降等的存在和變化，使得調(diào)節(jié)閥在不同開度下的壓降發(fā)生變化，理想的流量特性會(huì)畸變?yōu)楣ぷ髁髁刻匦?。即使相同的調(diào)節(jié)閥，當(dāng)應(yīng)用于不同的管路系統(tǒng)中時(shí)，其工作特性一般也是不一樣的。通常用壓降比s來反映流量特性的畸變程度。
式中：
Δpv全開表示調(diào)節(jié)閥全開時(shí)閥上的壓力降；
Δpv總  表示包括調(diào)節(jié)閥在內(nèi)的全部管路系統(tǒng)的總壓降。
 生產(chǎn)過程中，由于調(diào)節(jié)閥通常串聯(lián)在管路系統(tǒng)中，閥門開度的變化自然會(huì)引起流量的變化。根據(jù)流體力學(xué)原理，管道中流體壓力的損失與流速的平方成正比，因此，調(diào)節(jié)閥的開度一旦改變，流量就會(huì)變化，管路系統(tǒng)各處的壓力降也都相應(yīng)地變化，其變化情況如圖2所示。
由調(diào)節(jié)閥上壓差的變化量△Pvi、壓差△Pv、開度l/L及壓降比s的關(guān)系公式
式中，Qmax表示管道壓力降等于零時(shí)調(diào)節(jié)閥的全開流量；
Q表示調(diào)節(jié)閥在l/L開度的流量。
從上式可以看出，調(diào)節(jié)閥的工作流量特性是受壓降比s直接影響的。在s=1時(shí)，管道阻力降為零，系統(tǒng)的總壓降全部降落在調(diào)節(jié)閥上，實(shí)際的工作流量特性與理想流量特性一致。但隨著管道阻力降的增加，s值變小，不僅調(diào)節(jié)閥全開時(shí)的流量減少，曲線下移，而且流量特性也發(fā)生了很大畸變，成為一系列向上拱的曲線，理想的直線特性畸變?yōu)榭扉_工作特性，理想的對(duì)數(shù)特性畸變?yōu)橹本€工作特性，如圖3所示。
3調(diào)節(jié)用理想流量特性的選擇方法
根據(jù)一般對(duì)象的特性，調(diào)節(jié)閥流量特性的選擇問題，實(shí)際上就是如何選擇直線型和對(duì)數(shù)型流量特性的問題。應(yīng)首先根據(jù)工藝過程情況確定工作特性，然后根據(jù)工作特性和管路系統(tǒng)的配置等情況選擇合適的調(diào)節(jié)閥理想流量特性。


3.1 確定調(diào)節(jié)閥的工作流量特性
關(guān)于工作特性的確定，應(yīng)滿足在整個(gè)調(diào)節(jié)過程中，對(duì)象特性的變化能通過調(diào)節(jié)閥的特性變化得到補(bǔ)償，使調(diào)節(jié)系統(tǒng)中廣義對(duì)象的特性盡可能穩(wěn)定，保證調(diào)節(jié)質(zhì)量。
如果忽略對(duì)象動(dòng)態(tài)特性的變化，則調(diào)節(jié)閥的工作特性確定應(yīng)能使廣義對(duì)象總的放大系數(shù)為恒定值，即適當(dāng)選擇閥的特性，以閥的放大系數(shù)的變化來補(bǔ)償對(duì)象放大如果對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性不能忽略，則不僅要考慮放大系數(shù)的補(bǔ)償，還需要考慮動(dòng)態(tài)特性的補(bǔ)償，也就是說，還要考慮用閥的放大系數(shù)的變化來補(bǔ)償系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的變化，以維持系統(tǒng)應(yīng)有的穩(wěn)定性。如對(duì)象的滯后、時(shí)間常數(shù)隨著負(fù)荷的增大而減小時(shí)，系統(tǒng)的穩(wěn)定性就會(huì)降低，此時(shí)調(diào)節(jié)閥的放大系數(shù)應(yīng)隨之變小才能使系統(tǒng)的穩(wěn)定性得到恢復(fù)。
實(shí)際應(yīng)用過程中，主要是根據(jù)對(duì)象的靜態(tài)特性確定調(diào)節(jié)閥的工作特性。圖4示意的是不同負(fù)荷下的對(duì)象特性曲線。
（1）當(dāng)對(duì)象的工作點(diǎn)比較穩(wěn)定、調(diào)節(jié)閥兩端的壓差也比較穩(wěn)定時(shí)，閥門的開度基本上保持在一個(gè)固定的位置上，閥門的放大系數(shù)Kv變化不大，對(duì)象的放大系數(shù)Kv也變化不大，此種情況下，不論是線性特性還是對(duì)數(shù)特性都可以。
（2）控制閥兩端的壓差是主要的干擾時(shí)，要確保工作點(diǎn)的穩(wěn)定，則必須通過改變閥門開度來維持調(diào)節(jié)介質(zhì)的流量穩(wěn)定，并且Kv還不應(yīng)發(fā)生變化。
對(duì)于線性閥，它的流量特性方程是：
k為常數(shù)。但由于閥門兩端的壓差是主要干擾，導(dǎo)致Qmax發(fā)生變化。因此，Kv也發(fā)生了變化。
對(duì)于對(duì)數(shù)閥，流量特性方程是：k′為常數(shù)。由于調(diào)節(jié)介質(zhì)的流量Q要求不變，雖然閥門的開度發(fā)生了變化，但Kv并沒有變化。因此，當(dāng)閥兩端的壓差是主要干擾時(shí)，應(yīng)該選用工作特性為對(duì)數(shù)型的閥門。
（3）當(dāng)用于隨動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，即給定值是主要作用時(shí)，應(yīng)比較同一負(fù)荷但不同測(cè)量值z(mì)下的對(duì)象放大系數(shù)K0值，如圖4中的1、2、3點(diǎn)。如果K0值比較恒定，則選線性工作特性；如果K0值是隨調(diào)節(jié)介質(zhì)流量的增加而下降的，則選對(duì)數(shù)工作特性。否則選快開特性。

調(diào)節(jié)閥的流量特性，是在閥兩端壓差保持恒定的條件下，介質(zhì)流經(jīng)調(diào)節(jié)閥的相對(duì)流量與它的開度之間關(guān)系。調(diào)節(jié)閥流量特性有線性特性，等百分比特性及拋物線特性三種。三種注量特性的意義如下：


”直線性流量調(diào)節(jié)閥
    直線性流量特性是指調(diào)節(jié)閥的相對(duì)流量與相對(duì)位移成直線關(guān)系即單位位移變化所引起的流量變化是常數(shù)。選用直線性流量特性閥的場(chǎng)合一般為：

①差壓變化小，幾乎恒定；
②工藝系統(tǒng)主要參數(shù)的變化呈線性；

③系統(tǒng)壓力損失大部分分配在調(diào)節(jié)閥上（改變開度，閥上差壓變化相對(duì)較小）；

④外部干擾小，給定值變化小，可調(diào)范圍要求小的場(chǎng)合。
    (2)等百分比特性調(diào)節(jié)閥
    等百分比流量特性也稱對(duì)數(shù)流量特性。它是指單位相對(duì)位移變化所引起的相對(duì)流量變化與此點(diǎn)的相對(duì)流量成正比關(guān)系。即調(diào)節(jié)閥的放大系數(shù)是變化的，它隨相對(duì)流量的增大而增大。



優(yōu)用等百分比特性閥的場(chǎng)合為：

①實(shí)際可調(diào)范圍大；

②開度變化，閥上差壓變
化相對(duì)較大：

③管道系統(tǒng)壓力損失大；

④工藝系統(tǒng)負(fù)荷大幅度波動(dòng)；

⑤調(diào)節(jié)閥經(jīng)常在小開度下運(yùn)行。
    除了以上兩種常用的流量特性之外，還有拋物線特性和快開特性等其他流量特性的調(diào)節(jié)閥。
    在密封結(jié)構(gòu)上，若流量特性精度要求高，則可選用高精度流量特性的金屬密封型，而軟密封型精度較低。與本產(chǎn)品相關(guān)論文：200X先導(dǎo)隔膜式水用減壓閥安裝要求