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调节阀流量特性

日期:2020-09-21 15:06
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摘要: 1 调节阀的流量特性 调节阀的流量特性是指被调介质流过调节阀的相对流量与调节阀的相对开度之间的关系,也就是调节阀的静态特性。相对流量是指调节阀在某一开度下的流量与全开度下*大流量之比;相对开度是指调节阀在某一开度下的行程与全行程之比,调节阀的流量特性就是相对流量与相对开度成函数关系。调节阀的流量特性有理想流量特性和工作流量特性之分,理想特性是指假定调节阀前后压差不变的情况下的流量特性(即调节阀开度变化调节阀前后压差不变),但是,实际上由于各种因素的影响,在调节的阀芯和阀座间的节流面积改变的同...
 1 调节阀的流量特性
    调节阀的流量特性是指被调介质流过调节阀的相对流量与调节阀的相对开度之间的关系,也就是调节阀的静态特性。相对流量是指调节阀在某一开度下的流量与全开度下*大流量之比;相对开度是指调节阀在某一开度下的行程与全行程之比,调节阀的流量特性就是相对流量与相对开度成函数关系。调节阀的流量特性有理想流量特性和工作流量特性之分,理想特性是指假定调节阀前后压差不变的情况下的流量特性(即调节阀开度变化调节阀前后压差不变),但是,实际上由于各种因素的影响,在调节的阀芯和阀座间的节流面积改变的同时,会发生阀前后压差的变化,而压差的变化也会引起流量的变化。
    2 理想流量特性
    常用的调节阀的理想流量特性有如下4种。
    (1)等百分比特性
    等百分比特性也称为对数特性,是指阀门的开度增加同样的值时,通过的调节阀的流*按照等百分比增加。调节阀在同样开度变化值下,流量小时,流量的变化也小,调节作用缓和平稳;流量大时.流量的变化也大,调节作用灵敏而有效。等百分比特性的阀门在全行程阀门内的控制精度是不变的。
    (2)直线特性
    直线特性是指调节阀的相对流量和相对开度的比值,为常数。调节阀在同样开度变化值下,流量小时,流量的变化值相对较大,凋节作用较强,容易产生超调和引起振荡;流量大时,流量的变化值相对较小,调节作用不够灵敏。
    (3)抛物线特性
    抛物线特性是指调节阀的相对流量与相对开度的二次方根成正比。抛物线特性介于直线特性和等百分比特性之间,改善了直线特性在小开度时调节性能差的缺点。
    (4)快开特性
    快开特性是指调节阀在开度很小时流量就已经较大,随着开度增加,流量很快达到*大值。
    从调节阀的流量特性可以看出,调节阀的流量特性对选用调节阀有非常重要的意义,直接影响到自动控制系统的质量和稳定性,因此,必须正确合理选择调节阀的流量特性。在工程应用中,选用*多的是等百分比特性,对于压差变化小、可调范围小、开度变化小的场合,也可以选用直线特性的调节阀,V型球阀一般选用抛物线特性。
    在调节系统中被控对象的变化特别是其放大系数的变化一般是由调节设备和调节阀的放大系数变化的特性来补偿的(在常规仪表调节系统中,是由DCS系统和调节阀共同补偿被调对象的特性变化的),调节阀的流量特性即是由调节阀放大系数所体现它的特性。调节阀的理想流量特性,当调节阀前后压差不变时,即为一个常数。因此流量特性的改变是其放大系数的特性变化。
    调节阀相对开度的变化引起相对流量变化,等百分比流量特性的放大系数与流量成正比,流量越大,放大系数也越大;快开特性的放大系数随阀门开度的增加而减小,成反比,这类调节阀在接近全关点时放大系数小,工作得很缓和平稳,而在接近全开时放大系数大,工作得灵敏有效;直线调节阀在全行程范围内具有不变的放大系数值,这种调节阀在小开度时放大系数大,使调节性能不稳定,不容易控制,往往会产生振荡,而在大开度时,放大系数又不够大,使调节过于迟钝;对于快开对特调节阀,其调节性能更差,它的放大系数与调节阀的开度成反比,在实际工作中,这种调节阀不常用,一般只用在两位式调节系统中。
    从控制系统的角度看,希望在调节阀全行程范围内有相同的变化流量,来保证调节系统在各种负荷下有相同的调节品质精度。否则,调节系统不稳定,品质精度不能保证。在调节阀的4种特性中,等百分比调节阀具有这种特性,抛物线阀次之,直线阀要差一些,快开阀*差,不能应用到连续调节系统中,只能适用于断续的位式调节。
    3 工作流量特性
    通常,调节阀前后的压差会随辅助设备的影响而变化。在这种情况下,调节阀相对流量与相对开度之间的关系就不是理想状态而是工作状态下的流量特性,被称为“工作流量特性”。在实际应用中,人们所关心和难掌握的是工作流量特性。虽然我们根据具体被控对象具体要求选择阀门的工作流量特性,然后再按配管情况由所需的工作流量特性来选择调节阀的理想流量特性和理想的调节设备而组成一套完整的调节系统,但是,在运行中往往不能得到很好的品质精度,有的调节系统区间性的品质精度不能达到要求,有时,在生产过程中,为了调节的品质来改变调节阀的并联阀或是串联阀的开度来修补调节精度。
    调节阀安装在管道系统中,由于管道系统的压力损失随流过管道的流量平方值成正比,当该系统两端总压差一定时,调节阀上的压差就会随着流量的增加而减少,此时,调节阀的流量特性就会发生变化,调节阀前后的压差与管道的压差比,也就是压降比数,其值越大,说明串联于管道的调节阀前后压差占管道系统总压的比例越大,当调

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