part1修改第四章调节阀冯

1、Process Control过程控制华北电力大学自动化系第四章 调节阀的选择与计算4-1 调节阀简介 4-2 调节阀的流量系数及其计算4-3 调节阀的流量特性及其选择4-1 调节阀简介一、调节阀的构成基本组成与作用（见书图4.1）1）执行机构：把控制信号转换为阀杆转角 度或位移。电动执行器：伺服放大器，伺服电机、 减速器气动执行器：薄膜式、气缸式液动执行器：输出力大2）调节阀阀体：根据阀杆动作改变流通面积，从而改变介质流量大小。3）阀门定位器：根据控制信号使阀门开度精确定位阀门定位器应用场合：（1）提高控制系统精度（2）系统需要改变调节阀流量特性（3）组成分程控制系统2. 调节阀分类：1）调

2、节阀结构类型：直通单座阀，直通双座阀，角形阀，蝶阀，三通阀，隔膜阀2）按流体对阀芯的作用分：流开阀和流闭阀3）按阀芯安装方式：正装和反装(图4.5）气动阀：气开阀和气关阀几种作用的组合方式（见书图4.6 ）二、调节阀选择计算的内容1.执行机构的选择：种类、输出力大小2.阀体结构类型：单、双座，角阀、蝶阀、隔膜阀3.气开、气关调节阀的组合方式 气开、气关的选用原则:安全性原则4.流量特性及其选择5.流通能力的计算与口径的选择6.确定公称压力、工作温度等4-2 调节阀的流量系数一、调节阀的流量方程水平管道F接管面积、阻力系数、A单位系数介质密度、P1、P2阀前、后的压力二、流量系数的定义流量系数用

3、以表示特定条件下，单位时间内通过阀门的体积流量或质量流量；衡量阀门流通能力大小.额定（标称）流量系数C100：指阀门全开（开度100%）、阀前后的压差为 0.1MPa时，每小时流过密度为1g/cm3的水的吨数（m3)，它是阀门规格的一项指标.三、流量系数的计算公式1.流量系数的基本计算式用以计算满足工作状态要求的阀门流量系数，作为选择阀门尺寸的依据，确定其额定流量系数2.流量系数工程计算公式用表(书中表4.2)A 按介质种类，一般分液体、气体、蒸汽，考虑采用不同的计算公式。B 应严格按照所规定的量纲3.计算流量系数时需考虑的问题 上表适合于牛顿型不可压缩流体、可压缩流体（气体、蒸汽）以及这2种

4、流体的均匀混合流体。阻塞流问题：FL雷诺数修正：高黏度液体，或低速流动时压缩系数修正：Z管件形状修正： Fp四、关于阻塞流1 增大压差P1-P2，（即减小P2）而通过的流量不发生变化的现象 2 阻塞流与非阻塞流状态下，流量与压差之间的数值关系变化较大，要采用不同的计算公式。先判别状态，再选取计算公式3 是否发生阻塞流，与阀门结构、介质种类有关。4 某种阀门流经空气发生阻塞流时的压差与阀前压力的比值，称为临界压差比XT。其它可压缩流体发生阻塞流的条件是xFk XT ;Fk是指可压缩流体的绝热指数与空气的绝热指数之比。5 当液体流过阀门缩流处，其静压低于流体的饱和蒸汽压时，会发生闪蒸，并进而发生阻

5、塞流。液体发生阻塞流的条件是PFL2(P1-FFPv), Pv介质饱和蒸汽压, FL压力恢复系数,FF液体临界压力比系数 五、雷诺数Re修正 Re是判断流体在管道内流动状态的一个无量纲数。高黏度液体，或低速流动时, 根据雷诺数Re,查图4.10得到雷诺数修正系数FR再根据 C=C/FR 修正计算流量系数C4-3 调节阀的流量特性 流量特性指相对流量q与相对开度l之间的函数关系 q = f(l); q = Q/Qmax; l = L/Lmax 主要取决于阀的结构特性和工艺配管情况一、理想流量特性 调节阀前后压差保持不变时流量特性。二、工作流量特性 实际工作条件下，阀门前后压差不会是常 数，造成工

6、作条件下的流量特性与理想流量特性不一致。一、理想流量特性阀的结构特性1.直线流量特性 dq/dl=k即 q=kl+c 令R=Qmax/Qmin为可调范围。l=0时Q=Qmin q=1/Rl=1时Q=Qmax q=1q=(1+(R-1)l)/R q与l成直线关系特点：1）放大倍数为常数2）流量的相对变化不均匀如10%的开度变化，流量变化10,50,80吨/时开度 10-20% 50-60% 80-90%相对（20-10）/10 （60-50）/50 10/80变化率100% 20% 12.5%3）小开度时调节作用强，易震荡，大开度时调节作用弱，不满足要求 2. 等百分比流量特性（对数特性） dq

7、/dl=kq 放大倍数与本点相对流量的比值为常数， 因而称为等百分比。 lnq=(l-1)lnR 在半对数坐标上为常数特点：放大倍数为变数，增益随开度的增加而增加, 流量在全行程内相对变化均匀。3. 快开阀 q=1-(1-1/R)(1-l)2 4. 抛物线流量特性 q=1/R1+(R1/2-1)l2 二、工作流量特性 实际工作条件下，阀门前后压差不会是常数，造成工作条件下的流量特性与理想流量特性不一致。1 串联管道：系统总压差=阀两端压差+管道其它阻力的压差阀阻比S100=调节阀全开时两端压差/系统总压差调节阀的实际可调比 串联管道上调节阀工作流量系数与理想 情况的差别A 可调范围缩小B 特性曲线畸变 2. 并联管道也有上述A、B两方面的变化，A的变化更为明显调节阀流量特性的选择调节阀选择计算小结(P82 4-4