第3章 執(zhí)行器

1、本章重點(diǎn)內(nèi)容3-1 3-1 氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)3-2 3-2 調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)3-3 3-3 調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)特性和流量特性調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)特性和流量特性3-4 3-4 氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的選型氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的選型執(zhí)行器的作用執(zhí)行器的作用: :接受控制器送來的接受控制器送來的控制信號(hào)控制信號(hào), ,通過對(duì)通過對(duì)操作變量操作變量的改變，來調(diào)節(jié)的改變，來調(diào)節(jié)管道中介質(zhì)的流量管道中介質(zhì)的流量( (即改變調(diào)節(jié)量即改變調(diào)節(jié)量),),從而實(shí)現(xiàn)從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動(dòng)化。生產(chǎn)過程的自動(dòng)化。調(diào)節(jié)閥的分類：氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的分類：氣動(dòng), 電動(dòng)和電動(dòng)和 液動(dòng)三類。液動(dòng)三類。 第第3章章 執(zhí)行器執(zhí)行器 電動(dòng)執(zhí)行器電動(dòng)執(zhí)行器

2、氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器 3.1 氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥由由執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和和閥閥（也稱閥體組件）兩部分組成。（也稱閥體組件）兩部分組成。執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：按控制信號(hào)的大小產(chǎn)生：按控制信號(hào)的大小產(chǎn)生相應(yīng)輸出力，帶動(dòng)閥桿移動(dòng)。相應(yīng)輸出力，帶動(dòng)閥桿移動(dòng)。閥閥：通過改變閥芯與閥座間的：通過改變閥芯與閥座間的節(jié)流面積調(diào)節(jié)流體介質(zhì)的流量。節(jié)流面積調(diào)節(jié)流體介質(zhì)的流量。執(zhí)行機(jī)構(gòu)電氣轉(zhuǎn)換器閥體管路系統(tǒng)u(t)pclfqu(t)：控制器輸出信號(hào)；：控制器輸出信號(hào)；pc ：調(diào)節(jié)閥氣動(dòng)控制信號(hào)；：調(diào)節(jié)閥氣動(dòng)控制信號(hào)； l：閥桿相對(duì)位置；：閥桿相對(duì)位置； f ：相對(duì)流通面積；：相對(duì)流通面積

3、； q ：受調(diào)節(jié)閥影響的管路相對(duì)流量。：受調(diào)節(jié)閥影響的管路相對(duì)流量。 3.1 氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu) 3.1 氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)有氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)有薄膜式薄膜式、活塞式活塞式、撥叉式撥叉式和和齒輪齒條式齒輪齒條式四種。常見的氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)均為四種。常見的氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)均為薄膜式薄膜式，它結(jié)構(gòu)簡單，它結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)廉，輸出行程小。價(jià)廉，輸出行程小。氣動(dòng)薄膜式執(zhí)行機(jī)構(gòu)作用型式：氣動(dòng)薄膜式執(zhí)行機(jī)構(gòu)作用型式：正作用正作用: :信號(hào)壓力增加時(shí)，推桿向下移動(dòng)信號(hào)壓力增加時(shí)，推桿向下移動(dòng) (ZMA)(ZMA)反作用反作用: :信號(hào)壓力增大時(shí)，推桿向上移動(dòng)信號(hào)壓力增大時(shí)，推桿向上移動(dòng)

4、 (ZMB)(ZMB)執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)作用作用：將氣壓：將氣壓p-閥桿位移閥桿位移L 3.1 氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)閥閥( (或稱閥體組件或稱閥體組件) )是一個(gè)局是一個(gè)局部阻力可變的節(jié)流元件它部阻力可變的節(jié)流元件它由由閥體閥體、上閥蓋組件上閥蓋組件、下閥下閥蓋組件蓋組件和和閥內(nèi)件閥內(nèi)件組成。組成。普通閥包括普通閥包括閥芯閥芯, ,閥座閥座和和閥閥桿桿等等閥的作用閥的作用：閥桿位移：閥桿位移L L-調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)流量Q 3.1 氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)圖直通單座控制閥直通雙座控制閥直通雙座控制閥。閥體內(nèi)有。閥體內(nèi)有兩個(gè)閥芯和閥座兩個(gè)閥芯和閥座，由，由于流體流過的時(shí)候，作用在上、

5、下兩個(gè)閥芯上的推于流體流過的時(shí)候，作用在上、下兩個(gè)閥芯上的推力方向相反而大小近于相等，可以相互抵消，所以力方向相反而大小近于相等，可以相互抵消，所以不平衡力小。但是由于加工的限制，上、下兩個(gè)閥不平衡力小。但是由于加工的限制，上、下兩個(gè)閥芯和閥座不易保證同時(shí)密閉，因此泄漏量較大。直芯和閥座不易保證同時(shí)密閉，因此泄漏量較大。直通雙座控制閥適用于閥兩端壓差較大、對(duì)泄漏量要通雙座控制閥適用于閥兩端壓差較大、對(duì)泄漏量要求不高的場合，但由于流路復(fù)雜而不適用于高黏度求不高的場合，但由于流路復(fù)雜而不適用于高黏度和帶有固體顆粒的液體。和帶有固體顆粒的液體。圖直通雙座控制閥 3.1 氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的結(jié)

6、構(gòu)圖角型控制閥圖角型控制閥隔膜控制閥隔膜控制閥。隔膜控制閥采用。隔膜控制閥采用耐腐蝕襯里的閥體耐腐蝕襯里的閥體和和耐腐蝕隔膜代替閥芯閥座組件耐腐蝕隔膜代替閥芯閥座組件，由隔膜位移起控制作，由隔膜位移起控制作用，如圖所示。隔膜控制閥結(jié)構(gòu)簡單，流路阻力小，用，如圖所示。隔膜控制閥結(jié)構(gòu)簡單，流路阻力小，流量系數(shù)較同口徑的其他閥大。由于介質(zhì)用隔膜與外流量系數(shù)較同口徑的其他閥大。由于介質(zhì)用隔膜與外界隔離，故無填料，介質(zhì)也不會(huì)泄漏，所以隔膜控制界隔離，故無填料，介質(zhì)也不會(huì)泄漏，所以隔膜控制閥無泄漏量。隔膜控制閥耐腐蝕性強(qiáng)，適用于強(qiáng)酸、閥無泄漏量。隔膜控制閥耐腐蝕性強(qiáng)，適用于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)的控制，

7、也適用于高黏度及懸浮強(qiáng)堿、強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)的控制，也適用于高黏度及懸浮顆粒狀介質(zhì)的控制。顆粒狀介質(zhì)的控制。圖隔膜控制閥圖隔膜控制閥 3.1 氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)分流分流 合流合流 3.1 氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)蝶閥蝶閥。蝶閥又名翻板閥，如圖所示。蝶閥具有結(jié)構(gòu)簡單、。蝶閥又名翻板閥，如圖所示。蝶閥具有結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、價(jià)格便宜、流阻極小的優(yōu)點(diǎn)，但泄漏量大，適用于重量輕、價(jià)格便宜、流阻極小的優(yōu)點(diǎn)，但泄漏量大，適用于大口徑、大流量、低壓差的場合，也可以用于含少量纖維或大口徑、大流量、低壓差的場合，也可以用于含少量纖維或懸浮顆粒狀介質(zhì)的控制。懸浮顆粒狀介質(zhì)的控制。 圖蝶閥圖蝶閥 3.

8、1 氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)根據(jù)根據(jù)流體通過調(diào)節(jié)閥時(shí)對(duì)閥芯作流體通過調(diào)節(jié)閥時(shí)對(duì)閥芯作用方向用方向分為分為流開閥流開閥和和流閉閥流閉閥：介質(zhì)的流動(dòng)方向有推動(dòng)：介質(zhì)的流動(dòng)方向有推動(dòng)閥門打開的趨勢(shì)，稱流開閥門打開的趨勢(shì)，稱流開 ：介質(zhì)的流動(dòng)方向有推動(dòng)介質(zhì)的流動(dòng)方向有推動(dòng)閥門關(guān)閉的趨勢(shì)，則稱流閉閥門關(guān)閉的趨勢(shì)，則稱流閉. . 流開閥穩(wěn)定性好流開閥穩(wěn)定性好, ,有利于調(diào)節(jié)有利于調(diào)節(jié), ,一般多采用流開閥。一般多采用流開閥。 3.1 氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu) 3.1 氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)正裝閥正裝閥：閥芯下移，閥芯與閥座間的流通截面積減小；：閥芯下移，閥芯與閥座間的流通截面積減

9、??；反裝閥反裝閥：閥芯下移，閥芯與閥座間的流通截面積增大。：閥芯下移，閥芯與閥座間的流通截面積增大。(a) (a) 正裝閥正裝閥 (b) (b) 反裝閥反裝閥圖圖3-5 3-5 調(diào)節(jié)閥的正反裝形式調(diào)節(jié)閥的正反裝形式* 氣開閥氣開閥：信號(hào)壓力增加，流量增加信號(hào)壓力增加，流量增加 pc f (“有氣則開有氣則開”) * 氣關(guān)閥氣關(guān)閥：信號(hào)壓力增加，流量減?。盒盘?hào)壓力增加，流量減小 pc f (“有氣則關(guān)有氣則關(guān)”) *無氣源無氣源( pc = 0 )時(shí)，氣開閥全關(guān)，氣關(guān)閥全開。時(shí)，氣開閥全關(guān)，氣關(guān)閥全開。 3.1 氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu) 3.1 氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)(a) 氣

10、關(guān)閥 (b) 氣開閥 (c) 氣開閥 (d)氣關(guān)閥圖3-6 調(diào)節(jié)閥的氣開氣關(guān)形式根據(jù)根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)正、反作用形式執(zhí)行機(jī)構(gòu)正、反作用形式以及以及閥芯的正裝、反裝閥芯的正裝、反裝，實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥氣開、氣關(guān)作用方式氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥氣開、氣關(guān)作用方式可有四種不同的組合?？捎兴姆N不同的組合。執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：正作用正作用-控制器輸出增加，閥桿下移控制器輸出增加，閥桿下移 反作用反作用控制器輸出增加，閥桿上移控制器輸出增加，閥桿上移閥芯閥芯：正裝閥正裝閥-閥桿下移時(shí)，流通面積減小閥桿下移時(shí)，流通面積減小 反裝閥反裝閥-閥桿下移時(shí)，流通面積增大閥桿下移時(shí)，流通面積增大“氣開氣開”與與“氣關(guān)氣關(guān)”的選擇原則的選擇

11、原則基本原則：基本原則：根據(jù)根據(jù)安全安全生產(chǎn)的要求選擇控制閥的氣開氣關(guān)。生產(chǎn)的要求選擇控制閥的氣開氣關(guān)。若無氣源時(shí)，希望閥全關(guān)，則應(yīng)選擇氣開閥；若無氣源時(shí)，希望閥全關(guān)，則應(yīng)選擇氣開閥；若無氣源時(shí)，希望閥全開，則應(yīng)選擇氣關(guān)閥。若無氣源時(shí)，希望閥全開，則應(yīng)選擇氣關(guān)閥。實(shí)際應(yīng)用：實(shí)際應(yīng)用：當(dāng)氣源中斷或電源中斷時(shí)，當(dāng)氣源中斷或電源中斷時(shí)，進(jìn)入裝置的原料、熱源應(yīng)切斷：進(jìn)入裝置的原料、熱源應(yīng)切斷：進(jìn)料閥選進(jìn)料閥選氣開氣開切斷裝置向外輸出產(chǎn)品：切斷裝置向外輸出產(chǎn)品：出料閥選出料閥選氣開氣開精餾塔回流應(yīng)打開：精餾塔回流應(yīng)打開：回流閥選回流閥選氣關(guān)氣關(guān) 3.1 氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)3.2 調(diào)節(jié)閥的流

12、量系數(shù)調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)調(diào)節(jié)閥是一個(gè)局部阻力可變的節(jié)流元件對(duì)于不可壓縮的流調(diào)節(jié)閥是一個(gè)局部阻力可變的節(jié)流元件對(duì)于不可壓縮的流體，由能量守恒體，由能量守恒( (伯努利方程伯努利方程) )可知，調(diào)節(jié)閥上的壓力損失為：可知，調(diào)節(jié)閥上的壓力損失為：2122vppwhgg式中，式中， p1 1, , p2 2為調(diào)節(jié)閥前后壓力；為調(diào)節(jié)閥前后壓力； 為流體密度；為流體密度； g為重力為重力加速度；加速度； v v為調(diào)節(jié)閥阻力系數(shù)；為調(diào)節(jié)閥阻力系數(shù)；w為流體平均速度為流體平均速度因?yàn)橐驗(yàn)镼wFQ Q流體體積流量，F(xiàn) F-調(diào)節(jié)閥流通截面積Q Qp p1 1p p2 2當(dāng)當(dāng)12()pp不變時(shí)不變時(shí)，流量流量Q隨隨v

13、F而變化而變化由上兩式可得調(diào)節(jié)閥流量方程由上兩式可得調(diào)節(jié)閥流量方程12vKFppQ3.2 調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)流量系數(shù)流量系數(shù): :表示調(diào)節(jié)閥通流能力的參數(shù)。表示調(diào)節(jié)閥通流能力的參數(shù)。它根據(jù)它根據(jù)流量流量、閥兩端的、閥兩端的差壓差壓和流體的和流體的密度密度等確定。是選擇等確定。是選擇閥門口徑閥門口徑的參數(shù)。的參數(shù)。流量系數(shù)流量系數(shù)C C: :在給定行程下在給定行程下, , 閥兩端壓差為閥兩端壓差為0.1Mpa, 0.1Mpa, 水密度為水密度為 1g/cm 1g/cm3 3時(shí)時(shí), , 流經(jīng)調(diào)節(jié)閥的水的流量流經(jīng)調(diào)節(jié)閥的水的流量, , 以以m m3 3/h/h表示表示 ( (體積流量體

14、積流量) )。3.2 調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)根據(jù)根據(jù)C的定義，在流量方程中令的定義，在流量方程中令p1-p2=1, =1可得可得vFCK因此，對(duì)于其它的閥前后壓降和介質(zhì)密度，則有因此，對(duì)于其它的閥前后壓降和介質(zhì)密度，則有12()QCpp12vKFppQ閥全開時(shí)的流量系數(shù)為調(diào)節(jié)閥額定流量系數(shù)閥全開時(shí)的流量系數(shù)為調(diào)節(jié)閥額定流量系數(shù),以以C100表示表示.流量系數(shù)計(jì)算公式（不講）流量系數(shù)計(jì)算公式（不講）流量系數(shù)的計(jì)算是選定調(diào)節(jié)閥口徑的最主要的理論依據(jù)流量系數(shù)的計(jì)算是選定調(diào)節(jié)閥口徑的最主要的理論依據(jù) 表表3.2列舉了液體，氣體和蒸汽等常用流體列舉了液體，氣體和蒸汽等常用流體C值的計(jì)算公式值的

15、計(jì)算公式注意事項(xiàng)：注意事項(xiàng)： 兩套計(jì)算公式兩套計(jì)算公式(國際單位制國際單位制SI和工程單位制和工程單位制MKS)單位有所不同單位有所不同 計(jì)算前要做阻塞流判斷計(jì)算前要做阻塞流判斷 計(jì)算公式使用于牛頓型不可壓縮流體，可壓縮流體以及這兩種計(jì)算公式使用于牛頓型不可壓縮流體，可壓縮流體以及這兩種 流體的均勻混合體流體的均勻混合體 根據(jù)要求計(jì)算滿足要求的根據(jù)要求計(jì)算滿足要求的C值，以此為依據(jù)選擇適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)閥值，以此為依據(jù)選擇適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)閥3.2 調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)表表3-1 3-1 調(diào)節(jié)閥流量系數(shù)調(diào)節(jié)閥流量系數(shù)C C100100調(diào)節(jié)閥尺寸的確定過程為：調(diào)節(jié)閥尺寸的確定過程為：maxQpmax

16、C根據(jù)通過調(diào)節(jié)閥的最大流量根據(jù)通過調(diào)節(jié)閥的最大流量，流體密度，流體密度，以及調(diào)節(jié)閥的前后壓差，以及調(diào)節(jié)閥的前后壓差先求得最大的流通能力先求得最大的流通能力，然后選取大于，然后選取大于即可依據(jù)表即可依據(jù)表31確定出確定出Dg和和dg的大小。的大小。 的最低級(jí)別的的最低級(jí)別的C C 值，值，maxC3.2 調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)1. 1. 阻塞流對(duì)流量系數(shù)阻塞流對(duì)流量系數(shù)C C的影響的影響阻塞流阻塞流: : 當(dāng)閥前壓力當(dāng)閥前壓力p1 1保持恒定而逐步降低閥后壓力保持恒定而逐步降低閥后壓力p2 2時(shí)時(shí), ,流經(jīng)調(diào)節(jié)閥流經(jīng)調(diào)節(jié)閥的流量會(huì)增加到一個(gè)最大極限值的流量會(huì)增加到一個(gè)最大極限值, ,

17、若再繼續(xù)降低若再繼續(xù)降低p2 2，流量也不再增加，流量也不再增加, , 此極限流量稱為阻塞流此極限流量稱為阻塞流流體體積流量計(jì)算公式為：流體體積流量計(jì)算公式為：12()10CQpp此時(shí)此時(shí), ,調(diào)節(jié)閥的流量與閥前后壓降調(diào)節(jié)閥的流量與閥前后壓降p=p1-p2的關(guān)系以不再遵循公式的的關(guān)系以不再遵循公式的規(guī)律。規(guī)律。阻塞流阻塞流, , 此時(shí)計(jì)算出的流量會(huì)此時(shí)計(jì)算出的流量會(huì)大大超過阻塞流大大超過阻塞流Q Qmaxmax, , 因此在計(jì)算因此在計(jì)算C C值時(shí)首先要確定調(diào)節(jié)閥是否處于值時(shí)首先要確定調(diào)節(jié)閥是否處于阻塞流情況阻塞流情況P1恒定時(shí)Q與p的關(guān)系時(shí)時(shí), , 就會(huì)出現(xiàn)就會(huì)出現(xiàn)crp當(dāng)壓降大于當(dāng)壓降大于

18、3.2 調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù) 氣體的阻塞流條件：氣體的阻塞流條件：壓差比壓差比x= p/p1 xTFk xT-空氣在某一調(diào)節(jié)閥時(shí)的臨空氣在某一調(diào)節(jié)閥時(shí)的臨界壓差比界壓差比, ,決定于調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)決定于調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)( (表表3.3)3.3)Fk-比熱比系數(shù)比熱比系數(shù), ,氣體與空氣的氣體與空氣的絕熱指數(shù)之比絕熱指數(shù)之比, Fk=k/kair (kair=1.4) 液體液體( (不可壓縮流體不可壓縮流體) )的阻的阻塞流塞流調(diào)節(jié)閥內(nèi)流體壓力梯度圖p1p23.2 調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)p p1 1-調(diào)節(jié)閥進(jìn)入端壓強(qiáng)調(diào)節(jié)閥進(jìn)入端壓強(qiáng), , p pc c-介質(zhì)臨界壓力介質(zhì)臨界壓力p p

19、v v-入口溫度下流體介質(zhì)飽和蒸汽壓入口溫度下流體介質(zhì)飽和蒸汽壓F FF F-液體臨界壓力比系數(shù)液體臨界壓力比系數(shù)F FL L-壓力恢復(fù)系數(shù)壓力恢復(fù)系數(shù)0.960.28FvcFpp產(chǎn)生的條件：產(chǎn)生的條件：2121()LFvpppFpF p 121()()LcrvcrcrvcrFpppppp對(duì)于一個(gè)給定的調(diào)節(jié)閥對(duì)于一個(gè)給定的調(diào)節(jié)閥,F,FL L為一個(gè)固定常數(shù)為一個(gè)固定常數(shù), ,它只與閥結(jié)構(gòu)它只與閥結(jié)構(gòu), ,流路形式有關(guān)流路形式有關(guān), ,與閥口徑大小無關(guān)與閥口徑大小無關(guān). . 查表查表4.34.3可得到可得到. .流量流量( (液體液體) )系數(shù)系數(shù)C C的計(jì)算的計(jì)算: : 判斷是否產(chǎn)生阻塞流，判

20、別條件按上式判斷是否產(chǎn)生阻塞流，判別條件按上式 如果未發(fā)生阻塞流，則如果未發(fā)生阻塞流，則p=pp=p1 1-p-p2 2 發(fā)生了阻塞流，則發(fā)生了阻塞流，則p pF FL L2 2(p(p1 1-F-FF Fp pv v) ) 按公式計(jì)算按公式計(jì)算LLCQp(工程單位制工程單位制(MKS)10LLCQp( (國際單位制國際單位制(SI)(SI)運(yùn)算時(shí)單位運(yùn)算時(shí)單位: :Q QL L-m-m3 3/h/hp-KPap-KPa-g/cm-g/cm3 3運(yùn)算時(shí)單位運(yùn)算時(shí)單位: :Q QL L-m-m3 3/h/hp-Kgf/cmp-Kgf/cm2 2-g/cm-g/cm3 3) ) 產(chǎn)生阻塞流的原理產(chǎn)

21、生阻塞流的原理注意：注意：同一組數(shù)據(jù)，用兩種公式計(jì)算的結(jié)果是相同的同一組數(shù)據(jù)，用兩種公式計(jì)算的結(jié)果是相同的如：如： p=1kgf/cm2 表示為國際單位制為表示為國際單位制為 p=10/(0.01)2=100kPa使用國際單位制計(jì)算為：使用國際單位制計(jì)算為：1010100LLLLLLCQpQQ使用工程單位制計(jì)算為：使用工程單位制計(jì)算為：1LLLLLLCQpQQ3.2 調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)氣體氣體, , 蒸汽等可壓縮流體蒸汽等可壓縮流體, , 在調(diào)節(jié)閥內(nèi)其體積由于壓力降低在調(diào)節(jié)閥內(nèi)其體積由于壓力降低而膨脹而膨脹, , 其密度減小其密度減小. . 利用式利用式4-44-4計(jì)算氣體的流量

22、系數(shù)計(jì)算氣體的流量系數(shù), , 會(huì)引起較大誤差會(huì)引起較大誤差, , 必須對(duì)氣體的可壓縮效應(yīng)作必要的修必須對(duì)氣體的可壓縮效應(yīng)作必要的修正可以引入一個(gè)膨脹系數(shù)正可以引入一個(gè)膨脹系數(shù)Y Y以修正氣體密度的變化以修正氣體密度的變化13KTxYF x 此外，在各種壓力，溫度下實(shí)際氣體密度與按理想氣體狀態(tài)此外，在各種壓力，溫度下實(shí)際氣體密度與按理想氣體狀態(tài)方程求得的理想氣體密度存在偏差。為衡量偏差程度大小，方程求得的理想氣體密度存在偏差。為衡量偏差程度大小，引入壓縮系數(shù)引入壓縮系數(shù)Z Z111pZRT R-氣體常數(shù)氣體常數(shù) 1-閥入口處氣體密度閥入口處氣體密度3.2 調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)當(dāng)雷諾數(shù)

23、當(dāng)雷諾數(shù)Re2300Re3500時(shí)可不做低雷諾數(shù)修正可不做低雷諾數(shù)修正3.2 調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)使用上述流量系數(shù)計(jì)算公式要求管件形狀滿足的條件使用上述流量系數(shù)計(jì)算公式要求管件形狀滿足的條件: :調(diào)節(jié)閥的公稱調(diào)節(jié)閥的公稱直徑必須與管道直徑相同直徑必須與管道直徑相同, ,而且管道要保證有一定的直管段而且管道要保證有一定的直管段. .如果調(diào)節(jié)如果調(diào)節(jié)閥實(shí)際配管狀況不滿足這些條件閥實(shí)際配管狀況不滿足這些條件, ,特別是在調(diào)節(jié)閥公稱通徑小于管道特別是在調(diào)節(jié)閥公稱通徑小于管道直徑直徑, ,閥兩端裝有漸縮器閥兩端裝有漸縮器, ,漸擴(kuò)器或三通等過渡管件情況下漸擴(kuò)器或三通等過渡管件情況下, ,由于

24、過渡由于過渡管件上的壓力損失管件上的壓力損失, ,使加在閥兩端的閥壓降減小使加在閥兩端的閥壓降減小, ,使閥實(shí)際流量系數(shù)減使閥實(shí)際流量系數(shù)減小小. .因此因此, ,必須對(duì)未考慮附接管件計(jì)算得流量系數(shù)進(jìn)行修正必須對(duì)未考慮附接管件計(jì)算得流量系數(shù)進(jìn)行修正. .管件形狀管件形狀修正后的流量系數(shù)修正后的流量系數(shù)CC為：為：pCCFFp-管件形狀修正系數(shù)與調(diào)節(jié)閥上下游阻力系數(shù)；管件形狀修正系數(shù)與調(diào)節(jié)閥上下游阻力系數(shù)； 閥入口，出口處伯努利系數(shù)有關(guān)閥入口，出口處伯努利系數(shù)有關(guān)3.2 調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)3.3 3.3 調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)特性和流量特性調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)特性和流量特性執(zhí)行機(jī)構(gòu)閥管道調(diào)節(jié)閥ulfq調(diào)

25、節(jié)閥與管道連接方框圖調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)閥的靜態(tài)特性靜態(tài)特性：Kv=dq/duu-調(diào)節(jié)器輸出控制信號(hào)調(diào)節(jié)器輸出控制信號(hào)q-被調(diào)介質(zhì)流過閥門的相對(duì)流量被調(diào)介質(zhì)流過閥門的相對(duì)流量氣開式：氣開式：K KV V為為“+” +” ，氣關(guān)式，氣關(guān)式K KV V為為“-”-”調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)閥的動(dòng)態(tài)特性：動(dòng)態(tài)特性： Gv(s)=Kv/(Tvs+1)調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)特性結(jié)構(gòu)特性：閥芯與閥座間：閥芯與閥座間節(jié)流面積節(jié)流面積與與閥門開度閥門開度間的關(guān)系。間的關(guān)系。( )flf=F/F100-相對(duì)節(jié)流面積相對(duì)節(jié)流面積某一開度下節(jié)流面積某一開度下節(jié)流面積F與與全開時(shí)節(jié)流面積全開時(shí)節(jié)流面積F100之比。之比。 l=L/L100

26、-相對(duì)開度相對(duì)開度閥在某一開度下行程閥在某一開度下行程L與全開時(shí)行程與全開時(shí)行程L100之比。之比。3.3 3.3 調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)特性和流量特性調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)特性和流量特性調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)特性取決于閥芯的形狀，閥芯形狀有調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)特性取決于閥芯的形狀，閥芯形狀有快開，直線，拋物線和等百分比快開，直線，拋物線和等百分比四種四種1直線直線2等百分比等百分比3快開快開4拋物線拋物線閥芯曲面形狀閥芯曲面形狀100806040200204060801003.3f 100l 1001243結(jié)構(gòu)特性結(jié)構(gòu)特性3.3 3.3 調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)特性和流量特性調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)特性和流量特性1.1.直線結(jié)構(gòu)特性直線結(jié)構(gòu)特性調(diào)節(jié)閥的節(jié)流面積與閥

27、的開度成直線關(guān)系，即調(diào)節(jié)閥的節(jié)流面積與閥的開度成直線關(guān)系，即dfkdl邊界條件：邊界條件：L=0時(shí)時(shí), F=F0, L=L100, F=F10011(1) fRlR可調(diào)比可調(diào)比R=F100/F0：調(diào)節(jié)閥所能調(diào)節(jié)的最大流量與最小流量之比。調(diào)節(jié)閥所能調(diào)節(jié)的最大流量與最小流量之比。閥的直線結(jié)構(gòu)特性圖閥的直線結(jié)構(gòu)特性圖3.3 3.3 調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)特性和流量特性調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)特性和流量特性特點(diǎn)：特點(diǎn)：斜率在全行程范圍內(nèi)是常數(shù)斜率在全行程范圍內(nèi)是常數(shù)閥芯位移變化量相同時(shí)閥芯位移變化量相同時(shí), ,節(jié)流面積變化量也相同節(jié)流面積變化量也相同直線特性的調(diào)節(jié)閥在開度變化相同的情況下：直線特性的調(diào)節(jié)閥在開度變化相同的情況下

28、： 流量小時(shí)流量小時(shí)，流量的變化值相對(duì)較大，調(diào)節(jié)作用較強(qiáng)，易，流量的變化值相對(duì)較大，調(diào)節(jié)作用較強(qiáng)，易產(chǎn)生超調(diào)和引起振蕩；產(chǎn)生超調(diào)和引起振蕩； 流量大時(shí)流量大時(shí)，流量變化值相對(duì)較小，調(diào)節(jié)作用進(jìn)行緩慢，流量變化值相對(duì)較小，調(diào)節(jié)作用進(jìn)行緩慢，不夠靈敏。不夠靈敏。3.3 3.3 調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)特性和流量特性調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)特性和流量特性3.3 3.3 調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)特性和流量特性調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)特性和流量特性13. 030/1%10)30/11 (%10lf 當(dāng) 時(shí)相對(duì)節(jié)流面積的相對(duì)變化量為%10l%74%10013. 00967. 0%10013. 013. 02267. 0%10%10%20lllfff 當(dāng) 時(shí)相對(duì)節(jié)

29、流面積的相對(duì)變化量為%50l5167. 0%50lf%19%1005167. 00967. 0%50%50%60lllfff 當(dāng) 時(shí)相對(duì)節(jié)流面積的相對(duì)變化量為%80l8067. 0%80lf%12%1008067. 00967. 0%80%80%90lllfff3.3 3.3 調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)特性和流量特性調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)特性和流量特性由此可見，對(duì)于同樣大的閥芯位移，由此可見，對(duì)于同樣大的閥芯位移，小開度時(shí)的相對(duì)節(jié)流面小開度時(shí)的相對(duì)節(jié)流面積的相對(duì)變化量大，這時(shí)靈敏度過高，控制作用過強(qiáng)積的相對(duì)變化量大，這時(shí)靈敏度過高，控制作用過強(qiáng)，容易，容易產(chǎn)生振蕩，對(duì)控制不利；產(chǎn)生振蕩，對(duì)控制不利；大開度時(shí)的相對(duì)節(jié)流面積

30、的相對(duì)變大開度時(shí)的相對(duì)節(jié)流面積的相對(duì)變化小，這時(shí)靈敏度又太小，控制緩慢，削弱了控制作用化小，這時(shí)靈敏度又太小，控制緩慢，削弱了控制作用。因。因此這種結(jié)構(gòu)特性的缺點(diǎn)是它在小開度時(shí)調(diào)節(jié)靈敏度過高，而此這種結(jié)構(gòu)特性的缺點(diǎn)是它在小開度時(shí)調(diào)節(jié)靈敏度過高，而在大開度時(shí)調(diào)節(jié)又不夠靈敏。當(dāng)線性結(jié)構(gòu)特性閥工作在小開在大開度時(shí)調(diào)節(jié)又不夠靈敏。當(dāng)線性結(jié)構(gòu)特性閥工作在小開度或大開度的情況下，控制性能都較差，不宜在負(fù)荷變化大度或大開度的情況下，控制性能都較差，不宜在負(fù)荷變化大的場合使用。的場合使用。 在任意開度下，單位行程變化所引起的節(jié)流面積在任意開度下，單位行程變化所引起的節(jié)流面積 變化都與該節(jié)流面積本身成正比關(guān)系變

31、化都與該節(jié)流面積本身成正比關(guān)系dfkfdl在邊界條件為在邊界條件為:l=0時(shí), f=F0/F100=1/Rl=1時(shí),f=1(1)lfR閥的等百分比結(jié)構(gòu)特性圖閥的等百分比結(jié)構(gòu)特性圖3.3 3.3 調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)特性和流量特性調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)特性和流量特性曲線的放大系數(shù)是隨開度的增大而遞增的曲線的放大系數(shù)是隨開度的增大而遞增的. 在同樣的開度變化值下：在同樣的開度變化值下：流量小時(shí)流量小時(shí)（小開度時(shí)）流量的變化也?。ㄕ{(diào)節(jié)閥（小開度時(shí)）流量的變化也?。ㄕ{(diào)節(jié)閥的放大系數(shù)?。{(diào)節(jié)平穩(wěn)緩和的放大系數(shù)?。{(diào)節(jié)平穩(wěn)緩和. 流量大時(shí)流量大時(shí)（大開度時(shí)）流量的變化也大（調(diào)節(jié)（大開度時(shí)）流量的變化也大（調(diào)節(jié)閥的放大系數(shù)大

32、），調(diào)節(jié)靈敏有效閥的放大系數(shù)大），調(diào)節(jié)靈敏有效. 無論是小開度還是大開度，相對(duì)流量的變化率無論是小開度還是大開度，相對(duì)流量的變化率都是相等的，流量變化的百分比是相同的都是相等的，流量變化的百分比是相同的.等百分比結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等百分比結(jié)構(gòu)特點(diǎn): 3.3 3.3 調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)特性和流量特性調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)特性和流量特性3.3.快開結(jié)構(gòu)特性快開結(jié)構(gòu)特性閥在開度很小時(shí)，就已經(jīng)將流量放大，隨著開度的增加，閥在開度很小時(shí)，就已經(jīng)將流量放大，隨著開度的增加，流量很快就達(dá)到最大（飽和）值，以后再增加開度，流量流量很快就達(dá)到最大（飽和）值，以后再增加開度，流量幾乎沒有變化。幾乎沒有變化。 這種流量特性適用于迅速啟閉的切斷閥

33、或雙位控制系統(tǒng)。這種流量特性適用于迅速啟閉的切斷閥或雙位控制系統(tǒng)。靈敏度最差，很少用作調(diào)節(jié)閥靈敏度最差，很少用作調(diào)節(jié)閥閥的快開結(jié)構(gòu)特性圖閥的快開結(jié)構(gòu)特性圖211 (1)(1)flR 特性方程為：特性方程為： 3.3 3.3 調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)特性和流量特性調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)特性和流量特性4.4.拋物線結(jié)構(gòu)特性拋物線結(jié)構(gòu)特性閥的節(jié)流面積與開度成拋物線關(guān)系特性方程為：閥的節(jié)流面積與開度成拋物線關(guān)系特性方程為：211(1) fRlR特性與等百分比特性接近特性與等百分比特性接近3.3 3.3 調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)特性和流量特性調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)特性和流量特性調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)閥的流量特性：流量特性：流過閥門的流過閥門的流量流量與閥門與閥門開

34、度開度之間的關(guān)系之間的關(guān)系( )qf lq=Q/Q100, 為相對(duì)流量為相對(duì)流量vKFpQ調(diào)節(jié)閥制成后調(diào)節(jié)閥制成后, , 其其結(jié)構(gòu)特性結(jié)構(gòu)特性就確定不變就確定不變. . 流過調(diào)節(jié)閥的流量流過調(diào)節(jié)閥的流量的決定因素有的決定因素有: : 閥的閥的開度開度 閥前后的閥前后的壓差壓差 所在的整個(gè)管路系統(tǒng)的所在的整個(gè)管路系統(tǒng)的工作情況工作情況執(zhí)行機(jī)構(gòu)閥管道調(diào)節(jié)閥ulfq調(diào)節(jié)閥與管道連接方框圖3.3 3.3 調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)特性和流量特性調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)特性和流量特性1. 理想流量特性理想流量特性理想流量特性：理想流量特性：在調(diào)節(jié)閥前后在調(diào)節(jié)閥前后壓差固定壓差固定( (p=p=常數(shù)常數(shù)) )情況下得到的流量特性。情況

35、下得到的流量特性。100CCf（C C100100-額定流量系數(shù)）額定流量系數(shù)）100100CFfCF10vFCK通過調(diào)節(jié)閥的流量為通過調(diào)節(jié)閥的流量為1000.10.1ppQCCf當(dāng)調(diào)節(jié)閥全開時(shí)當(dāng)調(diào)節(jié)閥全開時(shí)f=1,Q=Q100,則則1001000.1pQC100100QCqfQC閥的結(jié)構(gòu)特性就是理想流量特性閥的結(jié)構(gòu)特性就是理想流量特性. . 3.3 3.3 調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)特性和流量特性調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)特性和流量特性工作流量特性：工作流量特性：調(diào)節(jié)閥在調(diào)節(jié)閥在實(shí)際使用條件下實(shí)際使用條件下，其流量，其流量q與開度與開度l之間的關(guān)系。此時(shí)閥壓降不是常數(shù)。之間的關(guān)系。此時(shí)閥壓降不是常數(shù)。ppep調(diào)節(jié)閥與管道串

36、聯(lián)工作調(diào)節(jié)閥與管道串聯(lián)工作當(dāng)總壓降當(dāng)總壓降p p一定時(shí)一定時(shí), ,隨著閥開度的增大隨著閥開度的增大, ,管道流量管道流量Q Q增大增大, ,閥閥上壓降上壓降p p將逐漸減小將逐漸減小. . 這樣這樣, , 在相同開度下在相同開度下, , 工作流量比閥工作流量比閥上壓降保持不變的理想情況小上壓降保持不變的理想情況小. .Q0ppppe串聯(lián)管系壓降變化串聯(lián)管系壓降變化3.3 3.3 調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)特性和流量特性調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)特性和流量特性pSepp3.3 3.3 調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)特性和流量特性調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)特性和流量特性2221000.01pQCfV220.01eepQCV閥阻比閥阻比 S100：調(diào)節(jié)閥全開時(shí)的兩端

37、壓降與系統(tǒng)總壓降之比：調(diào)節(jié)閥全開時(shí)的兩端壓降與系統(tǒng)總壓降之比,即即100100100100eppSpppSS100222eeCppCfVVepppVVV221002(1)eCppfCVV調(diào)節(jié)閥全開時(shí)，調(diào)節(jié)閥全開時(shí)，f=1,其上壓差為：其上壓差為：221001002(1)eCppfCVV210022100eeCSCC閥組比可表示為：閥組比可表示為：pSepp3.3 3.3 調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)特性和流量特性調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)特性和流量特性 1) 11/(12100100fSfQQq21001(1)1ppfSVV這樣就得到調(diào)節(jié)閥上的壓降、相對(duì)節(jié)流面積與閥組比的關(guān)系：這樣就得到調(diào)節(jié)閥上的壓降、相對(duì)節(jié)流面積與閥組比的關(guān)

38、系：線性閥的特性變異線性閥的特性變異100806040200204060801003.3q 100l 100S100= 10.750.500.20對(duì)數(shù)閥的特性變異對(duì)數(shù)閥的特性變異100806040200204060801003.3q 100l 100S100= 10.800.500.20串聯(lián)管道的工作流量特性串聯(lián)管道的工作流量特性 3.3 3.3 調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)特性和流量特性調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)特性和流量特性當(dāng)管道阻力損失為零時(shí)當(dāng)管道阻力損失為零時(shí)S100=1，系統(tǒng)的總壓降全，系統(tǒng)的總壓降全部落在調(diào)節(jié)閥上，則實(shí)際部落在調(diào)節(jié)閥上，則實(shí)際工作流量特性與理想特工作流量特性與理想特性一致；性一致；隨著管道阻力損失所

39、占比重增加，隨著管道阻力損失所占比重增加，S100 值將減小，值將減小，調(diào)節(jié)閥全開時(shí)的流量相應(yīng)比管道阻力損失為零時(shí)調(diào)節(jié)閥全開時(shí)的流量相應(yīng)比管道阻力損失為零時(shí)減少，因而減少，因而實(shí)際可調(diào)比也減小實(shí)際可調(diào)比也減小隨著隨著S100值減小，流量特性曲線發(fā)生畸變，值減小，流量特性曲線發(fā)生畸變，直線直線特性趨向于快開特性，對(duì)數(shù)特性趨向于直線特性。特性趨向于快開特性，對(duì)數(shù)特性趨向于直線特性。 實(shí)際使用中，為了避免調(diào)節(jié)閥工作特性的畸變，實(shí)際使用中，為了避免調(diào)節(jié)閥工作特性的畸變，一般希望一般希望S100值不低于值不低于0.30.5。 總結(jié)：總結(jié)：3.3 3.3 調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)特性和流量特性調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)特性和流量特性(

40、2) 并聯(lián)管系調(diào)節(jié)閥的工作流量特性并聯(lián)管系調(diào)節(jié)閥的工作流量特性 pQQeQ調(diào)節(jié)閥與管道并聯(lián)工作調(diào)節(jié)閥與管道并聯(lián)工作調(diào)節(jié)閥和管道并聯(lián)時(shí)調(diào)節(jié)閥和管道并聯(lián)時(shí)1000.10.1eeQQQCfpCpS調(diào)節(jié)閥全開時(shí)，管路總流量最大，有調(diào)節(jié)閥全開時(shí)，管路總流量最大，有max1001000.1()eeQQQCCpS則此時(shí)相對(duì)流量為則此時(shí)相對(duì)流量為100100100max100100100(1)eeeeCfCCCQqfQCCCCCCSS100100(1)qSfS閥全開流量比閥全開流量比100100100max100eQCSQCCS3.3 3.3 調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)特性和流量特性調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)特性和流量特性3.3 3.3 調(diào)

41、節(jié)閥結(jié)構(gòu)特性和流量特性調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)特性和流量特性調(diào)節(jié)閥的理想可調(diào)比調(diào)節(jié)閥的理想可調(diào)比R Ro o為在閥壓降恒定的情況下，它所能為在閥壓降恒定的情況下，它所能控制的最大流量控制的最大流量Q Q100100與最小流量與最小流量Q Q0 0的比值。的比值。100o0QRQ(1) 理想可調(diào)比理想可調(diào)比式中，式中，Q0是指閥壓降在恒定的情況下可控制流量的下限值，是指閥壓降在恒定的情況下可控制流量的下限值，通常是通常是Q100的的24。它不同于閥的泄流量。泄流量則是由。它不同于閥的泄流量。泄流量則是由于閥不能真正關(guān)死造成的，一般為于閥不能真正關(guān)死造成的，一般為Q100的的0.010.1，難以，難以控制?？刂?/p>

42、。 3.3 3.3 調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)特性和流量特性調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)特性和流量特性(1) 理想可調(diào)比理想可調(diào)比在調(diào)節(jié)閥壓降恒定情況下，有：在調(diào)節(jié)閥壓降恒定情況下，有：100100100o0000.1=0.1CPQCRQCCPVV式中，式中，C0為閥全關(guān)時(shí)的流量系數(shù)；為閥全關(guān)時(shí)的流量系數(shù)；C100為閥全開時(shí)的流量系數(shù)。為閥全開時(shí)的流量系數(shù)。由由C=C100f知知，C0=C100 fo=C100 (F0F100)，代入上式中，有：，代入上式中，有： RFFR01000從使用的角度來看，理想可調(diào)比越大越好。但由于最小節(jié)流面積從使用的角度來看，理想可調(diào)比越大越好。但由于最小節(jié)流面積F0受閥芯受閥芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和加工的限

43、制，不可能做得太小。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和加工的限制，不可能做得太小。3.3 3.3 調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)特性和流量特性調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)特性和流量特性串聯(lián)管系的可調(diào)比串聯(lián)管系的可調(diào)比(2) 實(shí)際可調(diào)比實(shí)際可調(diào)比在實(shí)際使用中，調(diào)節(jié)閥前后的在實(shí)際使用中，調(diào)節(jié)閥前后的壓降壓降是隨是隨管道阻力的變化管道阻力的變化而變化的。此時(shí)，調(diào)節(jié)閥實(shí)際控制的最大和最小流量之而變化的。此時(shí)，調(diào)節(jié)閥實(shí)際控制的最大和最小流量之比稱為比稱為實(shí)際可調(diào)比實(shí)際可調(diào)比。串聯(lián)管系中管道阻力的存在會(huì)使調(diào)節(jié)閥的可調(diào)比變小。在串聯(lián)管系中串聯(lián)管系中管道阻力的存在會(huì)使調(diào)節(jié)閥的可調(diào)比變小。在串聯(lián)管系中(S(S100100l)l)，調(diào)節(jié)閥的實(shí)際可調(diào)比為：，調(diào)節(jié)閥的實(shí)際可調(diào)比

44、為：0100rrsQQR 01000100ppCCRs3.3 3.3 調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)特性和流量特性調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)特性和流量特性(2) 實(shí)際可調(diào)比實(shí)際可調(diào)比100soRRS3.3 3.3 調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)特性和流量特性調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)特性和流量特性并聯(lián)管系的可調(diào)比并聯(lián)管系的可調(diào)比max0100(1)opeooQRRQQRRSS圖3-20 并聯(lián)管系中調(diào)節(jié)閥的實(shí)際可調(diào)比與S100之間的關(guān)系當(dāng)當(dāng)S100減小時(shí)減小時(shí), Rp急劇減小急劇減小因此打開旁路，調(diào)節(jié)閥的控因此打開旁路，調(diào)節(jié)閥的控制效果很差。實(shí)際使用時(shí)，制效果很差。實(shí)際使用時(shí)，一般要求一般要求S100 08。也就。也就是說，旁路流量只占管道總是說，旁路流量只占管道總

45、流量的百分之十幾。流量的百分之十幾。3.3 3.3 調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)特性和流量特性調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)特性和流量特性表表3-4 串、并聯(lián)管系中調(diào)節(jié)閥工作情況比較串、并聯(lián)管系中調(diào)節(jié)閥工作情況比較 3.3 3.3 調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)特性和流量特性調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)特性和流量特性在選型中在選型中, , 應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：(1) (1) 選擇調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)形式和材質(zhì)選擇調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)形式和材質(zhì)(2) (2) 選擇流量特性選擇流量特性(3) (3) 選擇閥門口徑選擇閥門口徑|調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)形式的選擇調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)形式的選擇(1) (1) 工藝介質(zhì)的種類，腐蝕性和粘性工藝介質(zhì)的種類，腐蝕性和粘性( (管道耐腐蝕管道耐腐蝕) )(2)

46、(2) 流體介質(zhì)的溫度，壓力，比重（能經(jīng)受介質(zhì)的溫度）流體介質(zhì)的溫度，壓力，比重（能經(jīng)受介質(zhì)的溫度）(3) (3) 流經(jīng)閥的最大，最小流量正常流量及正常流量時(shí)閥流經(jīng)閥的最大，最小流量正常流量及正常流量時(shí)閥上的壓降上的壓降在選用時(shí)要注意：在選用時(shí)要注意：一般優(yōu)先選用直通單，雙座調(diào)節(jié)閥。一般優(yōu)先選用直通單，雙座調(diào)節(jié)閥。3.4 3.4 氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的選型氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的選型角形角形分流分流 合流合流3.4 3.4 氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的選型氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的選型碟閥碟閥3.4 3.4 氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的選型氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的選型3121選用原則：選用原則：主要從生產(chǎn)的主要從生產(chǎn)的安全安全出發(fā)出發(fā). . 當(dāng)儀表供氣系統(tǒng)故障或控制信號(hào)中

47、斷當(dāng)儀表供氣系統(tǒng)故障或控制信號(hào)中斷, ,調(diào)節(jié)閥閥芯應(yīng)處于使調(diào)節(jié)閥閥芯應(yīng)處于使生產(chǎn)裝置安全的狀態(tài)生產(chǎn)裝置安全的狀態(tài). .如如: :進(jìn)入工藝設(shè)備的流體易燃易爆進(jìn)入工藝設(shè)備的流體易燃易爆, , 為防止爆炸為防止爆炸, , 調(diào)節(jié)閥應(yīng)選氣開式調(diào)節(jié)閥應(yīng)選氣開式. .如果流體易結(jié)晶如果流體易結(jié)晶, , 調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)閥應(yīng)選氣關(guān)式應(yīng)選氣關(guān)式, ,以防堵塞以防堵塞確定方法確定方法: :假設(shè)出現(xiàn)故障假設(shè)出現(xiàn)故障, ,使氣壓為使氣壓為0,0,此時(shí)閥應(yīng)該保證系統(tǒng)此時(shí)閥應(yīng)該保證系統(tǒng) 的安全的安全國產(chǎn)調(diào)節(jié)閥流量特性有直線，等百分比和快開三種主要國產(chǎn)調(diào)節(jié)閥流量特性有直線，等百分比和快開三種主要使用使用直線和等百分比直線和等百分

48、比兩種兩種工程設(shè)計(jì)上主要采用經(jīng)驗(yàn)準(zhǔn)則，從工程設(shè)計(jì)上主要采用經(jīng)驗(yàn)準(zhǔn)則，從控制系統(tǒng)特性，負(fù)荷變控制系統(tǒng)特性，負(fù)荷變化和化和S S值大小值大小三個(gè)方面綜合考慮，選擇調(diào)節(jié)閥流量特性。三個(gè)方面綜合考慮，選擇調(diào)節(jié)閥流量特性。1. 1. 從改善控制系統(tǒng)控制質(zhì)量考慮從改善控制系統(tǒng)控制質(zhì)量考慮線性控制回路的總增益，在控制系統(tǒng)整個(gè)操作范圍內(nèi)應(yīng)線性控制回路的總增益，在控制系統(tǒng)整個(gè)操作范圍內(nèi)應(yīng)保持不變保持不變Gc(s)Gv(s)G(s)Gm(s)R(s)Y(s)控制系統(tǒng)中：控制系統(tǒng)中：測(cè)量變送器的轉(zhuǎn)換系數(shù)和調(diào)節(jié)器的增益是常數(shù)測(cè)量變送器的轉(zhuǎn)換系數(shù)和調(diào)節(jié)器的增益是常數(shù)被控對(duì)象增益隨操作條件，負(fù)荷大小而變化被控對(duì)象增益隨操

49、作條件，負(fù)荷大小而變化通過選擇適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)閥特性，對(duì)被控對(duì)象非線性特通過選擇適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)閥特性，對(duì)被控對(duì)象非線性特 性進(jìn)行補(bǔ)償，使控制系統(tǒng)總增益恒定或近似不變性進(jìn)行補(bǔ)償，使控制系統(tǒng)總增益恒定或近似不變2. 從配管狀況從配管狀況(S100)考慮考慮S100=10.6: 調(diào)節(jié)閥理想流量特性與希望的工作流量特性基本一致調(diào)節(jié)閥理想流量特性與希望的工作流量特性基本一致S100=0.60.3: 理想流量特性為等百分比理想流量特性為等百分比工作流量特性直線特性工作流量特性直線特性S1000.3: 不適合使用不適合使用特性特性0.75nnpSpS0.75nnpSpS對(duì)于被控對(duì)象特性不清楚的情況，參考下表原則對(duì)于被

50、控對(duì)象特性不清楚的情況，參考下表原則p pn n-正常流量時(shí)的閥壓降正常流量時(shí)的閥壓降p-p-管道系統(tǒng)總壓降管道系統(tǒng)總壓降S Sn n-正常閥阻比正常閥阻比調(diào)節(jié)閥口徑選定的具體步驟：調(diào)節(jié)閥口徑選定的具體步驟：1) 1) 確定主要計(jì)算數(shù)據(jù)確定主要計(jì)算數(shù)據(jù)Q Qn n-正常流量，額定工況下穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)閥的流量正常流量，額定工況下穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)閥的流量p pn n-正常閥壓降，正常流量時(shí)閥兩端壓降正常閥壓降，正常流量時(shí)閥兩端壓降S Sn n-正常閥阻比，正常閥阻比，S Sn n= =p pn n/ /p pQ Qmaxmax-運(yùn)行中可能出現(xiàn)的最大穩(wěn)定流量的運(yùn)行中可能出現(xiàn)的最大穩(wěn)定流量的1.151.51.151.5倍，或由最大生倍，或由最