调阀流量特性

1、调节阀(英文:control valve国外称为:控制阀,国内习惯称为:调节阀。用于调节工业自动化过程控制领域中的介质流量、压力、温度、液位等工艺参数。根据自动化系统中的控制信号,自动调节阀门的开度,从而实现介质流量、压力、温度和液位的调节。调节阀结构组成调节阀通常由电动执行机构或气动执行机构与阀体两部分共同组成。直行程主要有直通单座式和直通双座式两种,后者具有流通能力大、不平衡办小和操作稳定的特点,所以通常特别适用于大流量、高压降和泄漏少的场合。角行程主要有:v型电动调节球阀、电动蝶阀、通风调节阀、偏心蝶阀等。调节阀种类按用途和作用、主要参数、压力、介质工作温度、特殊用途(即特殊、专用阀、驱

2、动能源、结构等方式进行了分类,其中最常用的分类法是按结构将调节阀分为九个大类,6种为直行程,3种为角行程。按用途和作用分类a.两位阀:主要用于关闭或接通介质;b.调节阀:主要用于调节系统。选阀时,需要确定调节阀的流量特性;c.分流阀:用于分配或混合介质;d.切断阀:通常指泄漏率小于十万分之一的阀。按主要参数分类1 按压力分类(1真空阀:工作压力低于标准大气压;(2低压阀:公称压力pn1.6mpa;(3中压阀:pn2.56.4mpa;(4高压阀:pnl0.080.ompa,通常为pn22、pn32;(5超高压阀:pnioompa。2 按介质工作温度分类(1高温阀:t>450;(2中温阀:2

3、20t450;(3常温阀:-40t220;低温阀:-200t-40。常用分类法这种分类方法既按原理、作用又按结构划分,是目前国内、国际最常用的分类方法。一般分为九个大类:直行程气动调节阀(1单座调节阀;(2双座调节阀;(3套筒调节阀;(4角形调节阀;(5三通调节阀;(6隔膜阀;(7蝶阀;(8球阀;(9偏心旋转阀。前6种为直行程,后三种为角行程。这九种产品亦是最基本的产品,也称为普通产品、基型产品或标准产品。各种各样的特殊产品、专用产品都是在这九类产品的基础上改进变型出来的。按主要特殊用途来分(即特殊、专用阀(1软密封切断阀;(2硬密封切断阀;(3耐磨调节阀;(4耐腐蚀调节阀;(5全四氟耐蚀调节

4、阀(6全耐蚀合金调节阀;(7紧急动作切断或放空阀;(8防堵调节阀;(9耐蚀防堵切断阀;(10保温夹套阀;(11大压降切断阀;(12小流量调节阀;(13大口径调节阀;(14大可调比调节阀;(15低s节能调节阀;(16低噪音阀;(17精小型调节阀;(18衬里(橡胶、四氟、陶瓷调节阀;(19水处理专用球阀;(20烧碱专用阀;(21磷铵专用阀;(22氯气调节阀;(23波纹管密封阀按驱动能源分类(1气动调节阀;(2电动调节阀;(3液动调节阀。调节阀cv值(流量系数流通能力cv值(流量系数是调节阀选型的主要参数之一,调节阀的流通能力的定义为:当调节阀全开时,阀两端压差为0.1mpa,流体密度为1g/cm3

5、时,每小时流径调节阀的流量数,称为流通能力,也称流量系数,以cv表示,单位为t/h,液体的cv值按下式计算。根据流通能力cv值大小查表,就可以确定调节阀的公称通径dn。编辑本段调节阀流量特性调节阀的流量特性,是在阀两端压差保持恒定的条件下,介质流经调节阀的相对流量与它的开度之间关系。调节阀的流量特性有线性特性,等百分比特性及抛物线特性三种。三种注量特性的意义如下:(1等百分比特性(对数等百分比特性的相对行程和相对流量不成直线关系,在行程的每一点上单位行程变化所引起的流量的变化与此点的流量成正比,流量变化的百分比是相等的。所以它的优点是流量小时,流量变化小,流量大时,则流量变化大,也就是在不同开

6、度上,具有相同的调节精度。(2线性特性(线性线性特性的相对行程和相对流量成直线关系。单位行程的变化所引起的流量变化是不变的。流量大时,流量相对值变化小,流量小时,则流量相对值变化大。(3抛物线特性流量按行程的二方成比例变化,大体具有线性和等百分比特性的中间特性。从上述三种特性的分析可以看出,就其调节性能上讲,以等百分比特性为最优,其调节稳定,调节性能好。而抛物线特性又比线性特性的调节性能好,可根据使用场合的要求不同,挑选其中任何一种流量特性。编辑本段调节阀应用在现代化工厂的自动控制中,调节阀起着十分重要的作用,这些工厂的生产取决于流动着的液体和气体的正确分配和控制。这些控制无论是能量的交换、压

7、力的降低或者是简单的容器加料,都需要*某些最终控制元件去完成。最终控制元件可以认为是自动控制的“体力”。在调节器的低能量级和执行流动流体控制所需的高能级功能之间,最终控制元件完成了必要的功率放大作用。调节阀是最终控制元件的最广泛使用的型式。其他的最终控制元件包括计量泵、调节挡板和百叶窗式挡板(一种蝶阀的变型、可变斜度的风扇叶片、电流调节装置以及不同于阀门的电动机定位装置。尽管调节阀得到广泛的使用,调节系统中的其它单元大概都没有像它那样少的维护工作量。在许多系统中,调节阀经受的工作条件如温度、压力、腐蚀和污染都要比其它部件更为严重,然而,当它控制工艺流体的流动时,它必须令人满意地运行及最少的维修

8、量。调节阀在管道中起可变阻力的作用。它改变工艺流体的紊流度或者在层流情况下提供一个压力降,压力降是由改变阀门阻力或“摩擦”所引起的。这一压力降低过程通常称为“节流”。对于气体,它接近于等温绝热状态,偏差取决于气体的非理想程度(焦耳一汤姆逊效应。在液体的情况下,压力则为紊流或粘滞摩擦所消耗,这两种情况都把压力转化为热能,导致温度略为升高。常见的控制回路包括三个主要部分,第一部分是敏感元件,它通常是一个变送器。它是一个能够用来测量被调工艺参数的装置,这类参数如压力、液位或温度。变送器的输出被送到调节仪表调节器,它确定并测量给定值或期望值与工艺参数的实际值之间的偏差,一个接一个地把校正信号送出给最终

9、控制元件调节阀。阀门改变了流体的流量,使工艺参数达到了期望值。在气动调节系统中,调节器输出的气动信号可以直接驱动弹簧一薄膜式执行机构或者活塞式执行机构,使阀门动作。在这种情况下,确定阀位所需的能量是由压缩空气提供的,压缩空气应当在室外的设备中加以干燥,以防止冻结,并应净化和过滤。当一个气动调节阀和电动调节器配套使用时,可采用电一气阀门定位器或电一气转换器。压缩空气的供气系统可以和用于全气动的调节系统一样来考虑。在调节理论的术语中,调节阀既有静态特性,又有动态特性,因而它影响整个控制回路成败。静态特性或增益项是阀的流量特性,它取决于阀门的尺寸、阀芯和阀座的组合结构、执行机构的类型、阀门定位器、阀

10、前和阀后的压力以及流体的性质。第5章中将详细地介绍这些内容。动态特性是由执行机构或阀门定位器一执行机构组合决定的。对于较慢的生产过程,如温度控制或液位控制,阀的动态特性在可控性方面一般不是限制因素。对于较快的系统,如液体的流量控制,调节阀可能有明显的滞后,在回路的可控性方面一定要有所考虑。一般只有控制系统的专家才需要关心调节阀的动态持性,关于应用阀门定位器的正规考虑如第9章中所讨论的,将满足大多数调节阀装置的需要。自动调节阀的历史可追溯到自力式调压阀,它包括一个带有重物杆的球形阀,重物用来平衡阀芯力,从而得到某种程度的调节,另一种早期的自力式调压阌的形式是压力平衡式调压阀。工艺过程的压力用管线

11、接到弹簧薄膜调压阀的薄膜气室上。无论是减压阀、阀后压力式调压阀或是差压调压阀都笔够从这种基型阀门的变更而制造出来。气动变送器和调节器的出现,就必然地导致气动词节阀的应用。它们本质上是减压阀或阀后压力式调压阀,改用仪表压缩空气来代替工艺过程的流体。现在许多生产减压阀的公司已经发展成为调节阀制造厂。调节阀的应用从数量上和复杂性方面继续不断地得到发展,许多阀门的阀体和附件的改进可以用来解决各种各样的问题。本手册的意图是使工程们熟悉调节阀的结纸醉金迷和因素,帮助仪表工程师在应用中选用最好的阀体、执行机构和附件。调节阀属于控制阀系列,主要作用是调节介质的压力、流量、温度等等参数,是工艺环路中最终的控制元

12、件。调节阀按行程特点可分为:直行程和角行程。直行程包括:单座阀、双座阀、套筒阀、角形阀、三通阀、隔膜阀;角行程包括:蝶阀、球阀、偏心旋转阀、全功能超轻型调节阀。调节阀按驱动方式可分为:气动调节阀、电动调节阀和液动调节阀;按调节形式可分为:调节型、切断型、调节切断型;按流量特性可分为:线性特性,等百分比特性,抛物线特性摘要:调节阀的流量特性,是在阀两端压差保持恒定的条件下,介质流经调节阀的相对流量与它的开度之间关系。调节阀的流量特性有线性特性,等百分比特性及抛物线特性三种。三种注量特性的意义如下:(1等百分比特性(对数等百分比特性的相对行程和相对流量不成调节阀的流量特性,是在阀两端压差保持恒定的

13、条件下,介质流经调节阀的相对流量与它的开度之间关系。调节阀的流量特性有线性特性,等百分比特性及抛物线特性三种。三种注量特性的意义如下:(1等百分比特性(对数等百分比特性的相对行程和相对流量不成直线关系,在行程的每一点上单位行程变化所引起的流量的变化与此点的流量成正比,流量变化的百分比是相等的。所以它的优点是流量小时,流量变化小,流量大时,则流量变化大,也就是在不同开度上,具有相同的调节精度。(2线性特性(线性线性特性的相对行程和相对流量成直线关系。单位行程的变化所引起的流量变化是不变的。流量大时,流量相对值变化小,流量小时,则流量相对值变化大。(3抛物线特性流量按行程的二方成比例变化，大体具有

14、线性和等百分比特性的中间特性。 从上述三种特性的分析可以看出，就其调节性能上讲，以等百分比特性为最优，其调节 稳定， 调节性能好。 而抛物线特性又比线性特性的调节性能好， 可根据使用场合的要求不同， 挑选其中任何一种流量特性。 调节阀的流量特性， 是在阀两端压差保持恒定的条件下， 介质流经调节阀的相对流量与它的 开度之间关系。调节阀的流量特性有线性特性，等百分比特性及抛物线特性三种。三种注量 特性的意义如下： 等百分比特性（对数） 等百分比特性的相对行程和相对流量不成直线关系， 在行程的每一点上单位行程变化所引起 的流量的变化与此点的流量成正比， 流量变化的百分比是相等的。 所以它的优点是流量

15、小时， 流量变化小，流量大时，则流量变化大，也就是在不同开度上，具有相同的调节精度。 线性特性（线性） 线性特性的相对行程和相对流量成直线关系。单位行程的变化所引起的流量变化是不变的。 流量大时，流量相对值变化小，流量小时，则流量相对值变化大。 抛物线特性 流量按行程的二方成比例变化，大体具有线性和等百分比特性的中间特性。 从上述三种特性的分析可以看出， 就其调节性能上讲， 以等百分比特性为最优， 其调节稳定， 调节性能好。而抛物线特性又比线性特性的调节性能好，可根据使用场合的要求不同，挑选 其中任何一种流量特性。 1. 直线特性的数学表达式为： Q/Qmax=1/R1+(R1L'/L

16、 式中 R可调比 L全行程 L'某一流量行程 该式说明两者是一直线关系，其增益是一常数，因而任一点对 控制器输出信号(即相对行程变化的响应都是相同的。 2.等百分数特性是指阀杆移动行程的增减相同时，流量特性是按等百分比增 减。用数字表明这一关系会更清楚些。设相对行程 L'/L 分别为 10%、50%和 80%， 当行程变化 10%(设阀门可调比 R 为 30时，其相对流量间的变化率分别为： (6.584.67/4.67× 100%=40% (25.618.3/18.3× 100%=40% (71.250.8/50.8× 100%=40% 可见，当某

17、一流量行程 L'分别变化 10%时，所引起的相对流量变化值都是 40%，因此称为等百分数流量特性。另外，从其数学表达式也可看出相对流量 Q/Qmax 与相对行程 L'/L 是呈对数关系的，即 Q/Qmax=R(L'/L1，说明等百分数特 性 的调节阀，其增益是随行程的增大而增大，从而在开度小时，流量变化小，亦即 较缓和；在开度大时，流量变化大，亦即较灵敏，因此等百分比特性的调节阀适 合负荷变化大和小开度场合。 当阀门开度稳定在 10%时，将开度增加到 20%（增加了 10%） ，假定流量变化（相对于 10% 开度时的流量变化）为 40%； 那么当阀门开度稳定在 50%时

18、，将开度增加到 60%（增加了 10%） ，流量变化（相对于 50% 开度时的流量变化）仍然为 40%； 同样，阀门开度稳定在 80%时，将开度增加到 90%（增加了 10%） ，流量变化（相对于 80% 开度时的流量变化）还是等于 40%； 即：开度小时，流量变化小；在开度大时，流量变化大 流量特性是调节阀的一种重要技术指标和参数。 在调节阀应用过程中做出正确的选型具有非 常重要的意义。 固有特性（流量特性） ：在经过阀门的压力降恒定时，随着截流元件(阀板从关闭位置 运动到额定行程的过程中流量系数与截流元件(阀板行程之间的关系。典型地，这些特性可 以绘制在曲线图上，其水平轴用百分比行程表示，而垂直轴用百分比流量(或 Cv 值表示。 由于阀门流量是阀门行程和通过阀门的压力降的函数， 在恒定的压力降下进行流量特性测试 提供了一种比较阀门特性类型的系统方法。 用这种方法测得的典型的阀门