第四章调节阀.ppt

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,第四章调节阀,本章重点内容,4-1,气动调节阀结构,4-2,调节阀的流量系数,4-3,调节阀结构特性和流量特性,4-4,气动调节阀选型,调节阀的作用,:,接受调节器送来的控制信号,调节管道中介质的流量,(,即改变调节量,),从而实现生产过程的自动化,调节阀的分类：气动,电动和 液动三类,按能源分,气动：,压缩空气作为能源结构简单，输出推力较大、维修方便，价格低廉，防火防爆,电动,:,能源取用方便，信号传递迅速，但结构复杂、防爆性能差,液动：,液动控制阀推力最大，但较笨重，现已很少使用,比较项目,气动执行器,电动执行器,液动执行器,结构,体积,推力,配管配线,动作滞后,频率响应,维护检修,使用场合,温度影响,成本,简单,中,中,较复杂,大,狭,简单,防火防爆,较小,低,复杂,小,小,简单,小,宽,复杂,隔爆型才防火防爆,较大,高,简单,大,大,复杂,小,狭,简单,要注意火花,较大,高,三种执行器的,特点,比较,电动执行器,气动执行器,4.1,气动调节阀的结构,数学模型,气动调节阀的结构,u,(,t,),：控制器输出,(420,mA,或,010,mA,DC),；,p,c,：调节阀气动控制信号；,l,：阀杆相对位置；,f,：相对流通面积；,q,：受调节阀影响的管路相对流量。,一 气动执行机构,气动执行机构有薄膜式和活塞式两种常见的气动执行机构均为薄膜式，它结构简单，价廉，输出行程小,气动薄膜式执行机构作用型式：,正作用,:,信号压力增加时，推杆向下移动,(ZMA),反作用,:,信号压力增大时，推杆向上移动,(ZMB),执行机构,作用,：将气压,p-,阀杆位移,L,二 阀,(,调节机构）,阀,(,或称阀体组件,),是一个局部阻力可变的节流元件它由阀体、上阀盖组件、下阀盖组件和阀内件组成。,普通阀包括阀芯,阀座和阀杆等,阀的作用,：阀杆位移,L-,调节流量,Q,根据流体通过调节阀时对阀芯作用方向分为流开阀和流闭阀,流开阀,：介质的流动方向有推动阀门打开的趋势，称流开,流闭阀：,介质的流动方向有推动阀门关闭的趋势，则称流闭,.,流开阀稳定性好,有利于调节,一般多采用流开阀,阀门的,“,气开,”,与,“,气关,”,*,气开阀,：,信号压力增加，流量增加,p,c,f,(“,有气则开,”,),*,气关阀,：信号压力增加，流量减小,p,c,f,(“,有气则关,”,),*,无气源,(,p,c,=0),时，气开阀全关，气关阀全开。,阀门的,“,气开,”,与,“,气关,”,“,气开,”,与,“,气关,”的选择原则,基本原则：,根据,安全,生产的要求选择控制阀的气开气关。,若无气源时，希望阀全关，则应选择气开阀；若无气源时，希望阀全开，则应选择气关阀。,实际应用：,当气源中断或电源中断时，,进入装置的原料、热源应切断：,进料阀选,气开,切断装置向外输出产品：,出料阀选,气开,精馏塔回流应打开：,回流阀选,气关,控制阀的结构形式及选择,（,1,）直通单座控制阀,。阀体内只有一个阀芯和阀座，如图所示。其特点是结构简单，泄漏量小，易于保证关闭甚至完全切断。但是在压差较大的时候，流体对阀芯上下作用的推力不平衡，这种不平衡推力会影响阀芯的移动。因此直通单座控制阀一般应用在小口径、低压差的场合。,图直通单座控制阀,（,2,）直通双座控制阀,。阀体内有两个阀芯和阀座，由于流体流过的时候，作用在上、下两个阀芯上的推力方向相反而大小近于相等，可以相互抵消，所以不平衡力小。但是由于加工的限制，上、下两个阀芯和阀座不易保证同时密闭，因此泄漏量较大。直通双座控制阀适用于阀两端压差较大、对泄漏量要求不高的场合，但由于流路复杂而不适用于高黏度和带有固体颗粒的液体。,图直通双座控制阀,（,3,）角型控制阀,。角型控制阀的两个接管呈直角形，其他结构与单座阀相类似。角型阀的流向一般为底进侧出，此时其稳定性较好；在高压差场合，为了延长阀芯使用寿命而改用侧进底出的流向，但容易发生振荡。角型控制阀流路简单，阻力较小，不易堵塞，适用于高压差、高黏度、含有悬浮物和颗粒物质流体的控制。,图角型控制阀,（,4,）隔膜控制阀,。隔膜控制阀采用耐腐蚀衬里的阀体和耐腐蚀隔膜代替阀芯阀座组件，由隔膜位移起控制作用，如图所示。隔膜控制阀结构简单，流路阻力小，流量系数较同口径的其他阀大。由于介质用隔膜与外界隔离，故无填料，介质也不会泄漏，所以隔膜控制阀无泄漏量。隔膜控制阀耐腐蚀性强，适用于强酸、强碱、强腐蚀性介质的控制，也适用于高黏度及悬浮颗粒状介质的控制。,图隔膜控制阀,（,5,）三通控制阀。,三通控制阀共有三个出入口与工艺管道相连接。其流通方式有合流型和分流型两种，前者是将两种介质混合成一路，后者是将一种介质分为两路，分别如图（,a,）、（,b,）所示。三通控制阀可以用来代替两个直通阀，适用于配比控制与旁路控制。,分流,合流,（,6,）蝶阀,。蝶阀又名翻板阀，如图所示。蝶阀具有结构简单、重量轻、价格便宜、流阻极小的优点，但泄漏量大，适用于大口径、大流量、低压差的场合，也可以用于含少量纤维或悬浮颗粒状介质的控制。,（,7,）球阀,。球阀的阀芯与阀体都呈球形体，转动阀芯使之处于不同的相对位置时，就具有不同的流通面积，以达到流量控制的目的，如图所示。,图蝶阀,图球阀,三、阀门定位器,三、阀门定位器,气动阀门定位器是一种辅助装置,阀门定位器接受控制器来的信号作为输入信号，并以其输出信号去控制控制阀，同时将控制阀的阀杆位移信号反馈到阀门定位器的输入端而构成一个闭环随动系统。,阀门定位器的功能：,（,1,）定位功能,。用了阀门定位器后，只要控制器的输出信号稍有变化，经过喷嘴,-,挡板系统及放大器的作用，就可使通往控制阀膜头的气压大有变动，以克服阀杆的摩擦和消除控制阀不平衡力的影响，从而保证阀门位置按控制器发出的信号正确定位。,添加阀门定位器后，能使控制阀适用于下列情况,要求阀位做精确调整的场合；,在大口径、高压差等不平衡力较大的场合，可减少不平衡力对阀杆位移的影响；,为防止泄漏而需要将填料压得很紧，致使干摩擦较大的场合（如高压、高温或低温等）；,在输送黏性流体及悬浮物的场合（用来正确定位,）（,2,）改善阀的动态特性。,定位器改变了阀的一阶滞后特性，减小时间常数，使之成为比例特性。一般说来，如气压传送管线超过,60 m,时，应采用阀门定位器,（,3,）改变阀的流量特性,。通过改变定位器反馈凸轮的形状（有些生产阀门定位器的厂家，可提供三种曲线的凸轮片），可以改变控制阀的原有流量特性。,（,4,）改变气压作用范围，满足,分程控制,要求。分程控制是用一个控制器控制两个以上的控制阀，使它们分别在信号的某一个区段内完成全行程移动。通过阀门定位器上有关部件的调整，可使阀门满行程变化的信号由一般的,20,100,kPa,，调整到这区间的任意范围。例如，使两个控制阀分别在（,4,12,mA,DC,）及（,12,20,mA,DC,）的信号范围内完成全行程移动。,（,5,）用于阀门的反向动作,。阀门定位器有正、反作用之分，改变挡板和喷嘴的位置即可实现正、反作用的改变。正作用时，输入信号增大，输出气压也增大；反作用时，输入信号增大，输出气压减小。采用反作用式定位器可使气开阀变为气关阀，气关阀变为气开阀。,4.2,调节阀的流量系数,流量系数是表示调节阀通流能力的参数。它根据流量、阀两端的差压和流体的密度等确定。是选择阀门口径的参数,.,一 流量系数的定义及其物理意义,流量系数,C:,在给定行程下,阀两端压差为,0.1Mpa,水密度为,1g/cm,3,时,流经调节阀的水的流量,以,m,3,/h,表示,(,体积流量,),。,阀全开时的流量系数为调节阀额定流量系数,以,C,100,表示,.,表,4.1,为根据,C,100,选择阀门直径表,例如一台额定流量系数为,32,的调节阀,表示阀全开且两端的压差为,0.1MPa,时，每小时最多能通过,32m,3,的水量,调节阀是一个局部阻力可变的节流元件对于不可压缩的流体，由能量守恒,(,伯努利方程,),可知，调节阀上的压力损失为：,式中，,p1,p2,为调节阀前后压力；,为流体密度；,g,为重力加速度；,v,为调节阀阻力系数；,为流体平均速度,因为,Q,流体体积流量，,F-,调节阀流通截面积,Q,p,1,p,2,(4-1),(4-2),根据,C,的定义，在流量方程中令,p,1,-p,2,=1,=1,可得,因此，对于其它的阀前后压降和介质密度，则有,注意：流量系数,C,不仅与流通截面积,F(,或阀公称直径,Dg),有关，而且还与阻力系数,v,有关同类结构的调节阀在相同的开度下具有相近的阻力系数，因此口径越大流量系数也随之增大；口径相同类型不同的调节阀，阻力系数不同，流量系数也各不相同,由上两式可得调节阀流量方程,当,不变时,，,流量,Q,随,而变化,(4-3),(4-4),二 流量系数计算公式（不讲）,流量系数的计算是选定调节阀口径的最主要的理论依据表,4.2,列举了液体，气体和蒸汽等常用流体,C,值的计算公式,注意事项：,两套计算公式,(,国际单位制,SI,和工程单,MKS,位制,),单位有所不同,计算前要做阻塞流判断,计算公式使用于牛顿型不可压缩流体，可压缩流体以及这两种流体的均匀混合体,根据要求计算满足要求的,C,值，以此为依据选择适当的调节阀,1.,阻塞流对流量系数计算的影响,阻塞流是指,当阀前压力,p1,保持恒定而逐步降低阀后压力,p2,时,流经调节阀的流量会增加到一个最大极限值,若再继续降低,p2,流量也不再增加,此极限流量称为阻塞流,流体体积流量计算公式为：,此时,调节阀的流量与阀前后压降,p=p1-p2,的关系以不再遵循公式,的规律,.,右图中,阻塞流,此时按,4-4,计算出的流量会大大超过阻塞流,Q,max,因此在计算,C,值时首先要确定调节阀是否处于阻塞流情况,P,1,恒定时,Q,与,的关系,时,就会出现,当压降大于,气体的阻塞流条件：,压差比,x=,p/p,1,x,T,F,k,x,T,-,空气在某一调节阀时的临界压差比,决定于调节阀结构,(,表,4.3),F,k,-,比热比系数,气体与空气的绝热指数之比,F,k,=k/k,air,(k,air,=1.4),液体,(,不可压缩流体,),的阻塞流,调节阀内流体压力梯度图,p1,p2,p,1,-,调节阀进入端压强,p,c,-,介质临界压力,p,v,-,入口温度下流体介质饱和蒸汽压,F,F,-,液体临界压力比系数,F,L,-,压力恢复系数,产生的条件：,对于一个给定的调节阀,F,L,为一个固定常数,它只与阀结构,流路形式有关,与阀口径大小无关,.,查表,4.3,可得到,.,流量,(,液体,),系数,C,的计算,:,判断是否产生阻塞流，判别条件按上式,如果未发生阻塞流，则,p=p,1,-p,2,发生了阻塞流，则,p,F,L,2,(p,1,-F,F,p,v,),按公式计算,(,工程单位制,(MKS),(,国际单位制,(SI),运算时单位,:,Q,L,-m,3,/h,p-KPa,-g/cm,3,运算时单位,:,Q,L,-m,3,/h,p-Kgf/cm,2,-g/cm,3,),产生阻塞流的原理,注意：,同一组数据，用两种公式计算的结果是相同的,如：,p=1kgf/cm,2,表示为国际单位制为,p=10/(0.01),2,=100kPa,使用国际单位制计算为：,使用工程单位制计算为：,2.,低雷诺数修正,当雷诺数,Re3500,时,可不做低雷诺数修正,3.,气体,(,蒸汽,),流量系数的修正,气体,蒸汽等可压缩流体,在调节阀内其体积由于压力降低而膨胀,其密度减小,.,利用式,4-4,计算气体的流量系数,会引起较大误差,必须对气体的可压缩效应作必要的修正可以引入一个膨胀系数,Y,以修正气体密度的变化,此外，在各种压力，温度下实际气体密度与按理想气体状态方程求得的理想气体密度存在偏差。为衡量偏差程度大小，引入压缩系数,Z,R-,气体常数,-,阀入口处气体密度,4.,管件形状修正,使用上述流量系数计算公式要求管件形状满足的条件,:,调节阀的公称直径必须与管道直径相同,而且管道要保证有一定的直管段,.,如果调节阀实际配管状况不满足这些条件,特别是在调节阀公称通径小于管道直径,阀两端装有渐缩器,渐扩器或三通等过渡管件情况下,由于过渡管件上的压力损失,使加在阀两端的阀压降减小,使阀实际流量系数减小,.,因此,必须对未考虑附接管件计算得流量系数进行修正,.,管件形状修正后的流量系数,C,为：,F,p,-,管件形状修正系数与调节阀上下游阻力系数；阀入口，出口处伯努利系数有关,4.3,调节阀结构特性和流量特性,执行机构,阀,管道,调节阀,u,f,q,调节阀与管道连接方框图,调节阀的,静态特性,：,K,v,=,dq,/du,u-,-,调节器输出控制信号,q-,被调介质流过阀门的相对流量,气开式：,K,V,为,“,+,”,，气关式,K,V,为,“,-,”,调节阀的,动态特性：,G,v,(s)=K,v,/(T,v,s+1),一 调节阀的结构特性,调节阀的,结构特性,：阀芯与阀座间节流面积与阀门开度之间的关系。,f=F/F,100,相对节流面积,：某一开度下节流面积,F,与全开时节流面积,F,100,之比。,l=L/L,100,相对开度,：阀在某一开度下行程,L,与全开时行程,L,100,之比。,调节阀结构特性取决于阀芯的形状，阀芯形状有,快开，直线，抛物线和等百分比,四种,1,直线,2,等百分比,3,快开,4,抛物线,阀芯曲面形状,结构特性,1.,直线结构特性,调节阀的节流面积与阀的开度成直线关系，即,边界条件：,L=0,时,F=F,0,L=L,100,F=F,100,可调比,R=F,100,/F,0,：,调节阀所能调节的最大流量与最小流量之比。,阀的直线结构特性图,特点：,斜率在全行程范围内是常数,阀芯位移变化量相同时,节流面积变化量也相同,直线特性的调节阀在开度变化相同的情况下：,当,流量小时,，流量的变化值相对较大，调节作用较强，易产生超调和引起振荡；,流量大时,，流量变化值相对较小，调节作用进行缓慢，不够灵敏。,例：设位移变,10%,时，流量变化总是,10%,，但流量变化的相对值不同，以行程的,10%,，,50%,，,80%,三点为例：,10,时：,(20-10)/10X100%=100%,50,时：,(60-50)/50X100%=20%,80,时：,(90-80)/80X100%=12.5%,2.,等百分比,(,对数,),结构特性,在任意开度下，单位行程变化所引起的节流面积变化都与该节流面积本身成正比关系,在边界条件为,:,L=0,时,F=F,0,L=L,100,，,F=F,100,时,阀的等百分比结构特性图,曲线的放大系数是随开度的增大而递增的,.,在同样的开度变化值下：,流量小时,（小开度时）流量的变化也小（调节阀的放大系数小），调节平稳缓和,.,流量大时,（大开度时）流量的变化也大（调节阀的放大系数大），调节灵敏有效,.,无论是小开度还是大开度，相对流量的变化率都是相等的，流量变化的百分比是相同的,.,等百分比结构特点,3.,快开结构特性,阀在开度很小时，就已经将流量放大，随着开度的增加，流量很快就达到最大（饱和）值，以后再增加开度，流量几乎没有变化。,这种流量特性适用于迅速启闭的切断阀或双位控制系统。,特性方程为,灵敏度最差，很少用作调节阀,阀的快开结构特性图,4.,抛物线结构特性,阀的节流面积与开度成抛物线关系特性方程为,特性与等百分比特性接近,二 调节阀的流量特性,调节阀的,流量特性：,流过阀门的流量与阀门开度之间的关系,q=Q/Q,100,为相对流量,调节阀制成后,其结构特性就确定不变,.,流过调节阀的流量的决定因素有,:,阀的开度,阀前后的压差,所在的整个管路系统的工作情况,.,执行机构,阀,管道,调节阀,u,f,q,调节阀与管道连接方框图,1.,理想流量特性,理想流量特性：,在调节阀前后,压差固定,(p=,常数,),情况下得到的流量特性。,（,C,100,-,额定流量系数）,通过调节阀的流量为,当调节阀全开时,f=1,Q=Q,100,则,阀的结构特性就是理想流量特性,.,2.,工作流量特性,工作流量特性：,调节阀在,实际使用条件下,，其流量,q,与开度,l,之间的关系此时阀压降不是常数,.,(1),串联管系调节阀的工作流量特性,p,p,e,p,调节阀与管道串联工作,当总压降,p,一定时,随着阀开度的增大,管道流量,Q,增大,阀上压降,p,将逐渐减小,.,这样,在相同开度下,工作流量比阀上压降保持不变的理想情况小,.,Q,0,p,p,p,pe,串联管系压降变化,f,Q,p,阀阻比,S,100,：调节阀全开时的两端压降与系统总压降之比即,线性阀的特性变异,对数阀的特性变异,串联管道的工作流量特性,当管道阻力损失为零时,s,100,=1,，系统的总压降全部落在调节阀上，则实际,工作流量特性与理想特性一致；,随着管道阻力损失所占比重增加，,s,100,值将减小，调节阀全开时的流量相应比管道阻力损失为零时减少，因而,实际可调比也减小,；,实际可调比,R,s,与,S,100,之间的关系为,随着,s,100,值减小，流量特性曲线发生畸变，,直线特性趋向于快开特性，对数特性趋向于直线特性。,实际使用中，为了避免调节阀工作特性的畸变，一般希望,s,100,值不低于,0.30.5,。,总结：,(2),并联管系调节阀的工作流量特性,p,Q,Q,e,Q,调节阀与管道并联工作,调节阀和管道并联时,调节阀全开时，管路总流量最大，有,则此时相对流量为,并联管系的可调比,当,S,100,减小时,R,p,急剧减小,阀全开流量比,则有,（,Q0,为调节阀所控制的最小流量。）,可以看出：,当,S,100,=1,时,q=f,旁路关闭,实际工作特性与理想特性一致；,旁路阀逐渐开启，旁路流量增加，则,S,100,值减小，可调比下降；,实际使用时一般要求,S100,0.8,使旁路流量只占管道总流量的很小部分,百分之十几,并联管道的工作流量特性,表,4.4,调节阀在串，并联管系中的工作情况,场合,流量特性,可调比,最大流量,静态增益,串联管系,畸变严重,降低较小,减小,小开度时增大,大开度时减小,并联管系,畸变较轻,降低较大,增大,均减小,综合串、并联管道的情况，可得出如下结论：,串、并联管道都会使阀的理想流量特性发生畸变，串联管道的影响尤为严重；,串、并联管道都会使控制阀的实际可调比降低，并联管道尤为严重；,串联管道使系统总流量减少，并联管道使系统总流量增加；,串、并联管道都会使控制阀的放大系数减小，即输入信号变化所引起的流量变化值减小；串联管道时控制阀若处于大开度，则值降低，对放大系数的影响更为严重；并联管道时控制阀若处于小开度，则,X,值降低，对放大系数的影响更为严重。,4.4,气动调节阀选型,在选型中,应考虑以下几点：,(1),选择调节阀的结构形式和材质,(2),选择流量特性,(3),选择阀门口径,一 调节阀结构形式的选择,(1),工艺介质的种类，腐蚀性和粘性,(,管道耐腐蚀,),(2),流体介质的温度，压力，比重（能经受介质的温度）,(3),流经阀的最大，最小流量正常流量及正常流量时阀上的压降,在选用时要注意：,一般优先选用直通单，双座调节阀具体选择情况参见表,4.8,直通,角形,三通控制阀：合流；分流,分流,合流,碟阀,结构形式,特点及使用场合,应用注意事项,直通单座阀,泄漏量小,阀前后压差小,直通双座阀,流量系数及允许压差比同口径的单座阀大，适用于允许有较大泄漏量的场合,耐压较低,角型阀,适用于高压差、高黏度、含悬浮物或颗粒状物质的场合,输入与输出管道成直角形安装,隔膜阀,适用于强腐蚀性、高黏度或含悬浮颗粒及纤维的流体。在允许压差范围内可作切断阀用,耐压、耐温较低，适用于对流量特性要求不严的场合（近似快开）,三通阀,在两管道压差和温差不大的情况下能很好地代替两个二通阀，并可作简单配比控制,两流体的温差小于,150,蝶阀,适用于大口径、大流量、浓稠浆液及悬浮颗粒且允许有较大泄漏量的场合,流体对阀体的不平衡力矩大，一般蝶阀允许压差小,结构形式,特点及使用场合,应用注意事项,小流量阀,适用于小流量和要求泄漏量小的场合,多级高压阀,基本上可以解决以往控制阀在控制高压介质时寿命短的问题,必须选配定位器,高压阀（角形）,结构较多级高压阀简单，适用于高静压、大压差、有气蚀、空化的场合,流体对阀体的不平衡力较大，必须选配定位器,超高压阀,公称压力为,350,MPa,价格贵,套筒阀,适用阀前后压差大和液体出现闪蒸或空化的场合，稳定性好，噪音低，可取代大部分直通单、双座阀,不适用于含颗粒介质的场合,阀体分离阀,阀体可拆为上、下两部分，便于清洗。阀芯、阀体可采用耐腐蚀衬压件,加工、装配要求较高,偏心旋转阀,流路阻力小，流量系数大，可调比大，适用于大压差、严密封的场合和黏度大及有颗粒介质的场合。很多场合可取代直通单、双座阀,由于阀体是无法兰的，一般只能用于耐压小于,6.4,MPa,的场合,球阀（,O,形、,V,形）,流路阻力小，流量系数大，密封好，可调范围大，适用于高黏度，含纤维、固体颗粒和污秽流体的场合,价格较贵，,O,形球阀一般做二位控制用。,V,形球阀做连续控制用,低噪音阀,可比一般阀降低噪音,10,30 dB,，适用于液体产生闪蒸、空化和气体在缩流面处流速超过音速且预估噪声超过,95 dB,的场合,流量系数为一般阀的 ，较昂贵,低,S,值阀,在低,S,值时有良好的控制性能,可调比,R10,二位式二（三）通切断阀,几乎无泄漏,仅做位式控制用,卫生阀,流路简单，无缝隙，无死角积存物料，适用于啤酒、番茄酱及制药、日化工业,耐压低,二 调节阀气开，气关形式的选择,选用原则：,主要从生产的,安全,出发,.,当仪表供气系统故障或控制信号中断,调节阀阀芯应处于使生产装置安全的状态,.,如,:,进入工艺设备的流体易燃易爆,为防止爆炸,调节阀应选气开式,.,如果流体易结晶,调节阀应选气关式,以防堵塞,确定方法,:,假设出现故障,使气压为,0,此时阀应该保证系统的安全,国产调节阀流量特性有直线，等百分比和快开三种主要使用,直线和等百分比,两种,工程设计上主要采用经验准则，从,控制系统特性，负荷变化和,S,值大小,三个方面综合考虑，选择调节阀流量特性。,1.,从改善控制系统控制质量考虑,线性控制回路的总增益，在控制系统整个操作范围内应保持不变,三 调节阀流量特性的选择,G,c,(s),G,v,(s),G(s),G,m,(s),R(s),Y(s),控制系统中：,测量变送器的转换系数和调节器的增益是常数,被控对象增益随操作条件，负荷大小而变化,通过选择适当的调节阀特性，对被控对象非线性特性进行补偿，使控制系统总增益恒定或近似不变,2.,从配管状况,(S,100,),考虑,配管状况,S,100,=10.6,S,100,=0.60.3,S,100,0.3,阀流量特性,(,理想,),直线,等百分比,等百分比,等百分比,不适宜,控制,工作流量特性,直线,等百分比,直线,等百分比,S,100,=10.6:,调节阀理想流量特性与希望的工作流量特性基本一致,S,100,=0.60.3:,理想流量特性为等百分比,工作流量特性直线特性,S,100,0.3:,不适合使用,S,值,直线特性,等百分比特性,(1),液位定值控制系统,(2),主要扰动为设定值的流量,温度控制系统,(1),流量,压力,温度,定值控制系统,(2),主要扰动为设定值,的压力控制系统,各种控制系统,特性,对于被控对象特性不清楚的情况，参考下表原则,p,n,-,正常流量时的阀压降,p-,管道系统总压降,S,n,-,正常阀阻比,四调节阀口径的确定,调节阀口径选定的具体步骤：,1),确定主要计算数据,Q,n,-,正常流量，额定工况下稳定运行时阀的流量,p,n,-,正常阀压降，正常流量时阀两端压降,S,n,-,正常阀阻比，,S,n,=p,n,/,p,Q,max,-,运行中可能出现的最大稳定流量的,1.151.5,倍，或由最大生,产能力直接确定,2),求调节阀应具有的最大流量系数,C,max,m,为流量系数放大倍数，其值为,3),流量系数的圆整,按选定的调节阀类型，选取不小于,C,max,并与之最接近的一个作为,C,100,.,如果知道,Q,max,和此时压降,p,max,则可以按公式计算,C,max,S,max,的计算,(Smax,为计算最大流量时的阀阻比,),对于调节阀上下游均有恒压点的场合,对于装在风机或离心泵出口的调节阀，其下游有恒压点的场合,h,为流量由正常流量增大到计算最大流量时风机或泵出口压力的变化值,4),选定调节阀口径,由,C,100,可以得到与之对应的调节阀口径,D,g,和,d,g,即为最终选定的调节阀公称通径和阀座直径,5),调节阀相对开度的验算,调节阀工作时其相对开度应处于下表中的范围之内,阀特性,流量,阀相对开度,x100,直线特性,等百分比特性,最大,80,90,最小,10,30,对于直线特性调节阀,对于等百分比调节阀,当,R=30,时,6),调节阀可调比验算,串联管系中工作的调节阀可以通过公式演算可调比,对于调节阀上下游均有恒压点的场合,对于阀装于风机或离心泵出口，下游有恒压点的场合,计算数据的确定,Q,n,p,n,S,n,Q,max,l,p,c,p,v,F,L,D,1,D,2,阀型,阻塞流判别,按非阻塞流条件计算,C,按阻塞流条件计算,C,C,max,值求取,低雷诺数修正判别,Re3500,低雷诺数修正,Re3500,初选,C,100,值,管件形状修正判别,D1=D2=Dg,调节阀口径选定,相对开度，可调,比验算,管件形状修正,最终选定,C,100,D1=D2Dg,液体介质调节阀口径计算流程,计算数据的确定,Q,n,p,n,S,n,Q,max,H,k,p,1,t,1,D,1,D,2,阀型,阻塞流判别,xF,K,x,T,xF,K,x,T,按非阻塞流条件,计算,C,按阻塞流条件,计算,C,C,max,值求取,初选,C,100,值,管件形状修正,判别,调节阀口径选定,相对开度，可调比,验算,D,1,=D,2,=D,g,管件形状修正,(F,p,),D,1,=D,2,D,g,选定,C100,值,气体介质调节阀口径计算流程,作业（,P100,）,4.1,，,4.3,，,4.5,，,4.7,