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 如何選擇電動調(diào)節(jié)閥的流量特性

如何選擇氣動調(diào)節(jié)閥的流量特性 如何選擇手動調(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)流過閥的相對流量與相對位移間的關(guān)系，數(shù)學(xué)表達(dá)式如下：
    式中Q／Q…為相對流量，為調(diào)節(jié)閥在某一開度時流量Q與全開流量Qmax之比；ft，L為相對位移，為調(diào)節(jié)閥在某一開度時閥芯位移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，自動控制閥門的開度，從而達(dá)到介質(zhì)流量、壓力和液位的調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)閥分電動調(diào)節(jié)閥、氣動調(diào)節(jié)閥和液動調(diào)節(jié)閥等。常用的是電動調(diào)節(jié)閥和氣動調(diào)節(jié)閥兩種。調(diào)節(jié)閥由電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)或氣動執(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，所以通常特別適用于大流量、高壓降和泄漏少的場合。



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，閥兩端壓差為0.1MPa，流體密度為1g/cm3時，每小時流徑調(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)計的，主要有圖1所示的直線型、對數(shù)型、拋物線型和快開型四種形式。圖中的I/L（%）表示相對開度對Q/Qmax（%）表示相對流量。
 但實際應(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，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，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)一般對象的特性，調(diào)節(jié)閥流量特性的選擇問題，實際上就是如何選擇直線型和對數(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)滿足在整個調(diào)節(jié)過程中，對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)中廣義對象的特性盡可能穩(wěn)定，保證調(diào)節(jié)質(zhì)量。
如果忽略對象動態(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)償對象放大如果對象的動態(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)動態(tài)特性的變化，以維持系統(tǒng)應(yīng)有的穩(wěn)定性。如對象的滯后、時間常數(shù)隨著負(fù)荷的增大而減小時，系統(tǒng)的穩(wěn)定性就會降低，此時調(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)。
實際應(yīng)用過程中，主要是根據(jù)對象的靜態(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)荷下的對象特性曲線。
（1）當(dāng)對象的工作點比較穩(wěn)定、調(diào)節(jié)閥兩端的壓差也比較穩(wěn)定時，閥門的開度基本上保持在一個固定的位置上，閥門的放大系數(shù)Kv變化不大，對象的放大系數(shù)Kv也變化不大，此種情況下，不論是線性特性還是對數(shù)特性都可以。
（2）控制閥兩端的壓差是主要的干擾時，要確保工作點的穩(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。
對于對數(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，應(yīng)該選用工作特性為對數(shù)型的閥門。
（3）當(dāng)用于隨動系統(tǒng)時，即給定值是主要作用時，應(yīng)比較同一負(fù)荷但不同測量值z下的對象放大系數(shù)K0值，如圖4中的1、2、3點。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)閥的相對流量與相對位移成直線關(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，閥上差壓變化相對較小）；

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



優(yōu)用等百分比特性閥的場合為：

①實際可調(diào)范圍大；

②開度變化，閥上差壓變
化相對較大：

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；

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