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调节阀流量特性分析及应用选型

调节阀是工业生产过程中一种常用的调节机构,它的作用就是按照调节器发出的控制信号的大小和方向,通过执行机构来改变阀门的开度以实现调节流体流量的功能,从而把生产过程中被调参数控制在工艺所要求的范围内,从而实现生产过程的白动化。调节阀是自动化控制系统中一个十分重要且不可或缺的组成部分,正确的选择和使用调节阀,直接关系到整个自动控制系统的控制质量,直接影响生产产品的质量。然而,自动控制系统不能正常投人运行的,有许多是由于调节阀的选型不当造成的,因此,如何正确选择合适的调节阀,必须引起我们每一位自动化控制技术人员的高度重视。调节阀所反应出来的问题大多集中在调节阀的工作特性和结构参数上,如流通能力、公称通径及流量特性等。在这些参数中,流通能力更重要,它的大小直接反映调节阀的容觉,它是设计选型中的主要参数。因此,调节阀的选择主要从以上几个因素进行考虑。本人根据工作中调节阀的选型经验简单介绍一下调节阀的选型原则及注意事项。
2 调节阀的工作原理

在有流体流动的管道中,调节阀是一节流件,假设流体是不可压缩且充满管道,根据伯努利方程式和流体的连续性定律可知:通过阀门的体积流量 Qv 与阀门的有效流通截面积 A 和通过阀门前后的压降 ΔP(ΔP=P1-P2)的平方根成正比,与流体的密度 ρ 和阀门的阻力系数 ζ 的平方根成反比,即:

其中 n——为常数,C——调节阀的流量系数,又叫流通能力。

根据调节阀的流量方程式可得出如下结论:

(l)在流体的密度 ρ 和阀门上的压降 ΔP 一定的情况下,调节阀的流量系数 C 与流量 Qv,C 值的大小反映了阀能通过的流量的大小。

(2)流量系数 C 与流通面积 A 成正比,流通能力随流通截面的增减而增减。

(3)流量系数 C 与阀门的阻力系数 ζ 的平方根成反比,增大阀门的阻力系数 ζ 就是阀门的流通能力减小,如果阀门的口径相同,则不同结构的阀门阀门的阻力系数 ζ 就不相同,流通系数 C 也就不同。
3 调节阀结构形式的选择

调节阀结构形式的选择,应根据实际生产中工艺条件(温度、压力、流量等)、工艺介质的性质(如粘度、腐蚀性、有无毒害等)、调节系统的要求(调节范围、泄漏量、噪音)以及防止调节阀产生汽蚀现象等因素综合加以考虑。平常在我们实际使用中,应用最多的是普通单座调节阀、双座调节阀、套筒调节阀、蝶阀等。一般来讲,在流量小、压差小、要求泄漏量小的场合,选择单座调节阀即可满足生产需要,而且经济实惠;在流量大、压差大、泄漏量要求不严格的场合,应优先考虑双座调节阀;套筒调节阀最适宜用在介质压差大、振动大的场合;蝶阀适宜用于低压状态的空气或其它气体的压力、流最调节。

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