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技術文章

控制閥門的流量特性

閱讀:1358發(fā)布時間:2011-9-17

際上由于多種因素的影響,如在截流面積變化的同時,還發(fā)生閥前后壓差的變化,而壓差的變化又將引起流量的變化。       在閥前后壓差保持不變時,控制閥的流量特性稱為理想流量特性;控制閥的結構特性是指閥芯位移與流體流通截面積之間的關系,它純粹由閥芯大小和幾何形狀決定,與控制閥幾何形狀有關外,還考慮了在壓差不變的情況下流量系數(shù)的影響,因此,

根據(jù)工藝對象的特點,選擇合適的閥門流量特性
     控制閥門的流量特性是介質(zhì)流過控制閥的相對流量與相對位移(控制閥的相對開度)間的關系,一般來說改變控制閥的閥芯與閥座的流通截面,便可控制流量。但實際上由于多種因素的影響,如在截流面積變化的同時,還發(fā)生閥前后壓差的變化,而壓差的變化又將引起流量的變化。
      在閥前后壓差保持不變時,控制閥的流量特性稱為理想流量特性;控制閥的結構特性是指閥芯位移與流體流通截面積之間的關系,它純粹由閥芯大小和幾何形狀決定,與控制閥幾何形狀有關外,還考慮了在壓差不變的情況下流量系數(shù)的影響,因此,控制閥的理想流量特性與結構特性是不同的。
     理性流量特性主要由線性、等百分比、拋物線及快開四種。在實際生產(chǎn)應用過程中,控制閥前后壓差總是變化的,這時的流量特性稱為工作流量特性,因為控制閥往往和工藝設備串聯(lián)或并聯(lián)使用,流量因阻力損失的變化而變化,在實際工作中因閥前后壓差的變化而使理想流量特性畸變成工作特性。
     控制閥的理想流量特性,在生產(chǎn)中常用的是直線、等百分比、快開三種,拋物線流量特性介于直線與等百分比之間,一般可用等百分比來代替,而快開特性主要用于二位式調(diào)節(jié)及程序控制中。因此,控制閥的特性選擇是指如何選擇直線和等百分比流量特性。
目前控制閥流量特性的選擇多采用經(jīng)驗準則,可從下述幾個方面考慮:

1、從調(diào)節(jié)系統(tǒng)的質(zhì)量分析
     下圖是一個熱交換器的自動調(diào)節(jié)系統(tǒng),它是由調(diào)節(jié)對象、變送器、調(diào)節(jié)儀表和控制閥等環(huán)節(jié)組成。
     K1變送器的放大系數(shù),K2調(diào)節(jié)儀表的放大系數(shù),K3執(zhí)行機構的放大系數(shù),K4控制閥的放大系數(shù),K5調(diào)節(jié)對象的放大系數(shù)。

     很明顯,系統(tǒng)的總放大系數(shù)K為:K=K1*K2*K3*K4*K5
     K1、K2、K3、K4、K5分別為變送器、調(diào)節(jié)儀表、執(zhí)行機構、控制閥、調(diào)節(jié)對象的放大系數(shù),在負荷變動的情況下,為使調(diào)節(jié)系統(tǒng)仍能保持預定的品質(zhì)指標;則希望總的放大系數(shù)在調(diào)節(jié)系統(tǒng)的整個操作范圍內(nèi)保持不變。通常,變送器、調(diào)節(jié)器(已整定好)和執(zhí)行機構的放大系數(shù)是一個常數(shù),但調(diào)節(jié)對象的放大系數(shù)卻總是隨著操作條件變化而變化,所以對象的特性往往是非線性的。因此,適當選擇控制閥的特性,以閥的放大系數(shù)的變化來補償調(diào)節(jié)對象放大系數(shù)的變化,而使系統(tǒng)的總放大系數(shù)保持不變或近似不變,從而提高調(diào)節(jié)系統(tǒng)的質(zhì)量。
      因此,控制閥流量特性的選擇應符合:
                   K4*K5=常數(shù)
     對于放大系數(shù)隨負荷的加大而變小的現(xiàn)象,假如選用放大系數(shù)隨負荷加大而變大的等百分比特性控制閥,便能使兩者相互抵消,合成的結果,使總放大系數(shù)保持不變,近似于線性。當調(diào)節(jié)對象的放大系數(shù)為線性時,則應采用直線流量特性,使總放大系數(shù)保持不變。

2、從工藝配管情況考慮
     控制閥總是與管道、設備等連在一起使用,由于系統(tǒng)配管情況的不同,配管阻力的存在引起控制閥上壓降的變化,因此,閥的工作流量特性與閥的理想流量特性也有差異。必須根據(jù)系統(tǒng)特點來選擇希望得到的工作特性,然后再考慮配管情況來選擇相應的理想特性。
    控制閥、全部工藝設備和管路系統(tǒng)上的壓差,稱為系統(tǒng)總壓差??刂崎y全開時閥前后壓差ΔPmin與系統(tǒng)總壓差ΔP之比稱為S值,即:
                         S= ΔPmin/ΔP


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