调节阀流量特性.ppt

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1、2.4.4　控制阀流量特性的选择控制阀的流量特性:指流过控制阀的被控介质的相对流量与阀杆的相对行程（即阀门的相对开度）之间的关系。数学表达式为l/L相对流量:是控制阀某一开度时的流量q与全开时流量qmax之比。相对开度：表示控制阀某一开度下的阀杆行程与全开时阀杆全行程之比。①理想特性：在控制阀两端压差固定的条件下，流量与阀杆位移之间的关系。它完全取决于阀的结构参数。②工作特性：指在工作条件下，阀门两端压差变化时，流量与阀杆位移之间的关系。阀门是整个管路系统中的一部分。在不同流量下，管路系统的阻力不一样，因此分配给阀门的压降也不同。工作特性不仅取决于阀本身的结构参数，也与配管情况有关1

2、．理想流量特性控制阀两端压差恒定时的流量特性称为理想流量特性，又称固有流量特性。阀门制造厂所提供的流量特性即指理想流量特性。理想流量特性有线性、等百分比（对数）、快开、抛物线特性等几种。这些特性完全取决于阀芯的形状，不同的阀芯曲面可得到不同的理想流量特性。不同流量特性的阀芯曲面形状1－线性；2－等百分比；3－快开；4－抛物线控制阀的理想流量特性（R=30）（1）线性流量特性或叫直线流量特性线性流量特性是指控制阀的相对流量与相对开度成直线关系。其数学表达式为：将上式积分得根据已知边界条件在l＝0时，q=qmin则C＝qmin/qmaxl＝L时，q=qmax则K＝1－C＝1－(1/R)其

3、中R是可调比，即控制阀所能控制的最大流量与最小流量之比。国产阀R=30线性控制阀的流量特性见图2.31中直线1从图曲线可看出：当开度l/L变化10%时，所引起的相对流量的增量总是9.67%，但相对流量的变化量却不同，我们以10%、50%、80%三点为例分析。①10%开度时，流量的相对变化值为②50%开度时，流量的相对变化值为③80%开度时，流量的相对变化值为×100%＝75%×100%＝19%×100%＝11%线性控制阀在小开度时其流量相对变化值大，这时灵敏度过高，控制作用强，易产生振荡；在大开度时其流量相对变化值小，这时灵敏度又太小，控制缓慢，控制作用弱。（2）等百分比流量特性（对

4、数流量特性）。等百分比流量特性是指阀杆位移每增加1%，流量均在原来的基础上约增加3.4%，即单位相对行程变化所引起的相对流量变化与该点的相对流量成正比关系，即控制阀的放大系数KV是变化的，它随相对流量的增加而增加。等百分比流量特性数学式为右图中曲线2由于等百分比阀的放大系数KV随相对开度的增大而增大，因此，在小开度时等百分比阀的放大系数小，控制平稳缓和；在大开度时放大系数大，控制灵敏有效。自动控制系统中最常用的流量特性。（3）快开流量特性。快开流量特性的数学表达式为快开流量特性在开度较小时就有较大的流量，阀的行程短，故称为快开特性，其特性曲线见右图中的曲线3（4）抛物线流量特性与之间

5、成抛物线关系右图中的曲线4抛物线流量特性介于线性流量特性与等百分比流量特性之间，主要用于三通控制阀及其他特殊场合。制造厂通过设计不同形状的控制阀阀芯来获得不同的流量特性。快开式控制阀为平板结构，线性流量特性控制阀和等百分比流量特性控制阀都为曲面形状。线性流量特性控制阀阀芯曲面的形状较“瘦”，等百分比阀的形状较“胖”。因此，当被控介质含有固体悬浮物、容易造成磨损、影响控制阀的使用寿命时，宜选择线性流量特性控制阀。1－线性；2－等百分比；3－快开；4－抛物线2．工作流量特性在控制阀前后压差变化时，控制阀的相对开度与相对流量之间的关系称为工作流量特性。控制阀总是与工艺设备、阀门、管道等阻力

6、元件串联或并联安装，控制阀流量的变化将会引起管路系统阻力的变化，从而使得阀上的压降也发生变化。（1）串联管道中的工作流量特性系统总压差：与控制阀前后相连设备的恒压点之差。系统总压差：S的定义为，控制阀全开时，阀两端的压降占系统总压降的比值。压力比系数S：图2.34　串联管道时控制阀的工作流量特性在S≤1，串联管道中控制阀特性曲线的畸变规律如下：①当系统压降全部损失在控制阀上时（管道阻力损失为零），S＝1，这时工作流量特性与理想流量特性相同。③随着S的减小，控制阀的流量特性发生畸变，线性理想流量特性渐渐接近快开特性；等百分比理想流量特性趋向于线性特性。在实际使用中，S值选得过大或过小都

7、有不妥之处。选得过大，阀上的压降很大，消耗能量过多；选得过小，则控制阀流量特性畸变严重，对控制不利。因此，一般希望S值最小不低于0.3。设计中的S通常为0.3～0.6。②随着S的减小，管道总阻力增大，控制阀全开时的最大流量相应减小，使实际可调比下降。实际可调比与S之间的关系为控制阀一般都装有旁路，以便手动操作和维护。设置旁路的目的有两个：一是当控制系统失灵或控制阀出现故障时，可用它作手动控制之用，以保证生产的继续进行；二是当生产量提高或控制阀选的较小时，可