調(diào)節(jié)閥的選型探討

1、調(diào)節(jié)閥的選型探討調(diào)節(jié)閥的選型探討鄭天科關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：調(diào)節(jié)閥，選型，流量系數(shù)，結(jié)構(gòu)特性，流量特性概述概述人們常把測(cè)量?jī)x表稱之為生產(chǎn)過程自動(dòng)化的“眼睛”；把控制器稱之為“大腦”；把執(zhí)行器稱之為“手腳”。調(diào)節(jié)閥是自動(dòng)化生產(chǎn)過程中最常見的一種執(zhí)行器。調(diào)節(jié)閥直接與工藝流體接觸并控制流體的壓力、流量及其他介質(zhì)的溫度等。正確選取調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)型式、流量特性、流通能力，以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出力矩或推力與行程；對(duì)于自動(dòng)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性起著十分重要的作

2、用。如果計(jì)算錯(cuò)誤，選擇不當(dāng)，將影響控制系統(tǒng)的性能，甚至無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制?？刂葡到y(tǒng)中因?yàn)檎{(diào)節(jié)閥選取不當(dāng)，使得自動(dòng)控制系統(tǒng)產(chǎn)生震蕩不能正常運(yùn)行的事例很多。因此，在自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，調(diào)節(jié)閥的選型計(jì)算是必須仔細(xì)考慮、認(rèn)真設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。一、調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)型式及其選擇一、調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)型式及其選擇隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)型式也得到了發(fā)展，以適應(yīng)不同工藝流程與不同工藝介質(zhì)的特殊要求。按照調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)型式的不同，逐步發(fā)展產(chǎn)生了單座調(diào)節(jié)閥、雙座

3、調(diào)節(jié)閥、角型閥、套筒調(diào)節(jié)閥（籠型閥）、三通分流閥、三通合流閥、隔膜調(diào)節(jié)閥、波紋管閥、O型球閥、V型球閥、偏心旋轉(zhuǎn)閥（凸輪繞曲閥）、普通蝶閥、多偏心蝶閥等等。常用的調(diào)節(jié)閥有座式閥和蝶閥兩類。怎樣選擇調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)型式主要是根據(jù)工藝參數(shù)（溫度、壓力、流量），介質(zhì)性質(zhì)（粘度、腐蝕性、毒性、雜質(zhì)狀況），以及調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求（可調(diào)比、噪音、泄漏量）來綜合考慮確定。一般情況下，應(yīng)首選普通單、雙座調(diào)節(jié)閥和套筒調(diào)節(jié)閥，此類閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，閥芯形狀易于加工，比較

4、經(jīng)濟(jì)。如果此類閥不能滿足工藝的綜合要求，可根據(jù)具體的特殊要求選擇相應(yīng)結(jié)構(gòu)型式的調(diào)節(jié)閥。現(xiàn)將各種型式調(diào)節(jié)閥的特點(diǎn)及適用場(chǎng)合介紹如下：（1）單座調(diào)節(jié)閥（VP，JP）：泄漏量?。~定Kv值的0.01%）允許壓差小，JP型閥并且有體積小、重量輕等特點(diǎn)，適用于一般流體，壓差小、要求泄漏量小的場(chǎng)合。（2）雙座調(diào)節(jié)閥（VN）：不平衡力小，允許壓差大，流量系數(shù)大，泄漏量大（額定K值的0.1%），適用于要求流通能力大、壓差大，對(duì)泄漏量要求不嚴(yán)格的場(chǎng)合。（

5、3）套簡(jiǎn)閥（VM.JM）：穩(wěn)定性好、允許壓差大，容易更換、維修閥內(nèi)部件，通用性強(qiáng)，更換套筒閥即可改變流通能力和流量特性，適用于壓差大要求工作平穩(wěn)、噪音低的場(chǎng)合。（4）角形閥（VS）：流路簡(jiǎn)單，便于自潔和清洗，受高速流體沖蝕較小，適用于高快開結(jié)構(gòu)特性：快開結(jié)構(gòu)特性：閥門的節(jié)流面積隨行程變化，很快達(dá)到最大（飽和），此閥適用于迅快速開閉。拋物線結(jié)構(gòu)特性：拋物線結(jié)構(gòu)特性：閥門的相對(duì)節(jié)流面積與相對(duì)開度成拋物線關(guān)系。即：（24）2.2工作流量特性工

6、作流量特性調(diào)節(jié)閥的流量特性是指介質(zhì)流過閥門的相對(duì)流量與閥門的相對(duì)開度之間的關(guān)系相對(duì)流量用q=QQmax來表示。調(diào)節(jié)閥的流量特性的數(shù)學(xué)表示式為：q=Φ（l）（25）一般來講，改變調(diào)節(jié)閥的節(jié)流面積，便可控制流量；但實(shí)際上由于各種因素的影響，如在節(jié)流面積變化的同時(shí)會(huì)發(fā)生調(diào)節(jié)閥前后壓差的變化，而壓差ΔPv的變化會(huì)引起流量的變化。為了分析問題方便，先假定調(diào)節(jié)閥前后的壓差是固定的。2.2.1理想流量特性理想流量特性在調(diào)節(jié)閥前后壓差一定的情況下（ΔP

7、v=常數(shù)）得到的流量特性，稱為理想流量特性。假設(shè)調(diào)節(jié)閥各開度下的流通能力與節(jié)流面積成線性關(guān)系，即：Ci=Cf（26）式中：C：閥全開時(shí)的流通能力，Ci：閥在某一開度下的流通能力，f：相對(duì)節(jié)流面積。由流體力學(xué)得知，伯努利方程可以推導(dǎo)出調(diào)節(jié)閥流量方程為：（27）（27）式中：F：調(diào)節(jié)閥節(jié)流面積ε：調(diào)節(jié)閥阻力系數(shù)，隨開度變化，g：重力加速度，r：流體重度，P1，P2：調(diào)節(jié)閥前、閥后壓力。調(diào)節(jié)閥的流量方程也可以簡(jiǎn)化寫為：（28）當(dāng)f=1時(shí)，Q=

8、Qmax則可得到：（29）考慮到△P為常數(shù)，將式（28）和（29）相比即得：q=f（210）。綜上可知，當(dāng)閥門在各開度下的流通能力C與節(jié)流面積F成線性關(guān)系時(shí)，即假定閥前后壓差固定，ΔP為常數(shù)時(shí)，調(diào)節(jié)閥的理想流量特性與調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)特性完全相同，這樣一來，調(diào)節(jié)閥的理想流量特性，也就有直線、等百分比、快開、拋物線等4種形式。2.2.2實(shí)際工作流量特性實(shí)際工作流量特性在調(diào)節(jié)閥前后壓差變化的情況下，得到的流量特性，稱為工作流量特性。在實(shí)際的工藝裝