调节阀的特性和选择方法

调节阀是自动控制系统中常用的执行器，用于完成受控对象的流量调节。正确选择调节阀是调节系统控制质量的保证。详细描述了调节阀的组成分类和流量特性，给出了调节阀的选择方法和存在的问题。 0？简介调节阀是自动控制系统中常用的执行器。它是自动控制的终端控制组件，直接控制被测介质的输送量。调节阀由致动器和调节机构组成，接收调节器或计算机的控制信号，改变受控介质的流量，使调节后的参数保持在要求的范围内，从而实现自动化过程控制。在自动控制领域，控制过程是否平稳直接取决于调节阀是否能够精确操作，从而使过程控制反映在材料能量和流量变化中。因此，应根据不同的需要选择不同的控制阀。选择合适的调节器是管道设计中的一个主要问题，也是确保调节系统安全平稳运行的关键。 1？类型选择调节器通常由执行器和阀门组成。调节阀是调节阀的调节机构，它根据控制信号的要求调节流量，改变阀的开度，是一个可以改变局部阻力的节流元件。调节阀主要由上下阀盖，阀体，阀芯，阀座，填料和压板组成。在自动控制系统中，阀门的主要调节介质是水和蒸汽。在低压和一次性使用的情况下，常用的调节阀是直通调节阀，三通调节阀和随州蝶阀。根据所使用的能量类型，执行器可分为三种类型：气动，电动和液压，即以压缩空气作为动力源的气动调节，以电为电源的电调节，以及液体介质的压力（如油）。液压调节。其中，气动执行机构具有结构简单，运行可靠，性能稳定，价格低廉，维护方便，防火，防爆等优点，已广泛应用于多种控制系统中。虽然电动执行器不利于防火防爆，但其驱动电源方便可靠，信号传输速度快，便于长距离传输，体积小，运行可靠，维护方便，价格低廉。液压执行机构的推力调节精度高，速度快，稳定，但设备体积大，工艺复杂。 （1）调节阀类型的选择调节阀的阀体类型的选择是调节阀选择中最重要的部分。在选择阀门之前，请仔细分析控制过程的介质，过程条件和参数，了解系统对调节阀的要求，并根据收集的数据确定要使用的阀门类型。在具体选择中，可以从以下几个方面考虑：1个线轴形状结构？主要基于选定的流量特性和不平衡力等.2耐磨性？当流体介质含有高浓度的磨料颗粒时，在悬浮的情况下，每次关闭时，阀芯和阀座接头面都会被严重摩擦。因此，阀门的流路应平稳，阀门的内部材料应坚硬，3耐腐蚀？由于介质具有腐蚀性，在满足调节功能的情况下，尝试选择一个简单的阀门，4个介质温度，压力？当温度和压力较高且变化较大时，应选择阀门和阀座材料进行温度和压力变化。 5防止闪烁和气穴现象。闪烁和cavita仅在液体介质中产生。在实际生产过程中，闪蒸和气穴现象不仅会影响流量系数的计算，还会产生振动和噪音，从而缩短阀门的使用寿命，因此在选择阀门时应防止阀门闪烁和气穴现象。阀。 （2）调节阀1的执行器的选择考虑执行器的输出力。无论执行器的类型如何，输出力都是克服负载的有效力（主要是不平衡力和不平衡扭矩，摩擦力，密封力，重力和其他相关力）。因此，为了使调节阀正常工作，所使用的致动器应该能够产生足够的输出力以克服各种阻力，确保阀的高密封和打开。 2考虑执行器操作环境的要求。确定执行器的输出力后，根据工艺环境的要求选择相应的执行器。例如，当现场有防爆要求时，应使用气动执行器，接线盒是防爆的，不能选择电动执行器。如果没有防爆要求，可以使用气动和电动执行器，但在节能方面，应尽可能选择电动执行器。对于液压执行机构，虽然没有像气动和电动执行机构那样广泛使用，但它具有调节精度高，运动快速稳定的特点，因此在特殊情况下可以达到更好的调节效果。最后，还要考虑执行机构的可靠性和经济性，选择操作平稳，重量轻，外形美观，结构简单，维护方便的执行机构。 2？流量特性分析2.1工作原理根据流体力学，调节阀是节流元件，其局部阻力可以改变。对于不可压缩流体，调节阀的流量为p1 ---阀门调节前的压力，p2--阀门调节后的压力，A-节流阀的横截面积，ξ-调节阀的阻力系数，ρ---流体密度。从公式（1）可以看出，当A是常数且Δp= p1-p2也是常数时，通过阀门的流量Q随阻力系数而变化，即阻力系数较大，流速较小。阻力系数与阀门的结构和开度有关。因此，调节器输出信号控制阀的打开或关闭，这可以改变阀的阻力系数，从而改变待调节介质的流速。 2.2流量特性分析调节阀的流量特性是流经调节阀的调节介质的相对流量与调节阀的相对开度之间的关系。调节阀的流量特性包括理想的流量特性和工作流量特性。理想的流量特性是指在调节阀前后的压差固定的条件下的流量特性，有直线，等百分比，抛物线和快开等四个特性，如表1所示。在实际系统中，阀门两侧的压降不是恒定的，其变化有两个主要原因：1由于泵的特性，当系统流量减小时，泵产生的系统压力增加，2当流量减小时，线圈上的阻力也减小，导致泵的压力增大。因此，通常改变调节阀前后的压力差。在这种情况下，调节阀的相对流量与相对开度之间的关系称为工作流量特性。具体而言，可以分为管道串联连接时的工作流量特性和管道并联连接时的工作流量特性。表1：调节阀的四种理想流量特性流量特性l叶轮流量调节阀与相对开度呈线性关系，即由单元相对行程变化引起的相对流量变化是常数。 （1）当开口小时，流量变化很大，并且当开口大时流量变化很小。 （2）当负载较小时，调节性能过于敏感而发生振荡。当负载很重时，调整缓慢且不及时，（3）适应性更好。区别。由相对百分比单位相对于行程的变化引起的相对流量变化与此时的相对流量成比例。 （1）单位行程变化引起的流量变化百分比相等，（2）在整个行程范围内工作相对稳定，特别是在大开度时，放大倍数也大，工作更灵敏，有效的，（3）广泛使用，自适应抛物线特性在线性特征和等百分比特性之间，并且经常被等百分比特征代替。 （1）特征在直线和等百分比特征之间。 （2）调节性能理想，但阀芯加工困难。快速打开当阀门行程较小时，流量增加相对较大，速度很快。 （1）流量在小开度处非常大，并且随着行程增加而快速达到流量，并且（2）通常用于两位置调节和程序控制。 （1）当串联管的工作流量特性与管道串联连接时，调节阀开度的变化将导致流量变化。根据流体力学理论，管道的阻力损失与流量的平方，一旦调节阀运行，流量变化，系统阻力也相应变化，因此调节阀的压降也相应变化。串联管道时的流动特性与压降分配比有关。阀上的压降越小，调节阀的全开流量的相应减小，使得理想的线性特性变形为快速开启特性，理想的等百分比特性变形为线性特性。在实际使用中，当调节阀选择过大或生产处于非满载状态时，调节阀工作在小开度，有时为了使调节阀具有一定的开度，阀门是关闭以增加管道阻力。为了降低通过调节阀的流量，压降分配比实际上降低，流动特性变形，并且调节质量恶化。 （2）平行管道工作流量特性平行管道一般由阀门支管和旁路支管组成，调节阀安装在阀门支管上。调节阀位于平行管上。当系统阻力恒定时，随着平行管的旁通阀逐渐打开，调节阀的全开流量与总管流量的比率减小。此时，虽然调节阀本身的流量特性没有改变，但系统的可调范围大大减小，调节阀在工作过程中可以控制的流量范围大大减小，甚至没有获得调节作用。为了使调节阀具有更好的调节性能，通常认为旁通流量不超过总流量的20％。 3？流量特性的选择流量特性的选择：1通过数学分析方法，2实际项目中总结的经验方法。由于分析方法复杂且耗时，因此在一般工程中使用经验方法。具体来说，应从以下几个方面考虑：（1）考虑自动调节系统的调节质量根据自动控制原理中的特性补偿原理，为了保持系统的良好调节质量，德西rable打开总放大系数，每个链路放大系数的乘积保持不变。以这种方式，适当地选择阀的特性，并且使用阀的放大系数的变化来补偿物体的放大系数的变化，使得系统的总放大系数保持不变。 （2）根据管道系统压降的变化，调节阀的压降比定义为阀门的压差Δp1m对应于调节阀可控制的流量与差速器的比值阀门的压力Δp。调节阀的流量特性和压降比S存在密切关系，如表2所示。表2：根据管道系统压降选择调节阀特性。管道系统压降比S1-0.60.6-0.30.3-0实际工作流量特性直线等百分比直线等百分比调整不适合选定流量特性直线等百分比直线等百分比（3）分析流量从负载变化条件开始在小开度处改变线性阀。调整太敏感，容易振荡。在大开度时，调节效果较弱，导致不合时宜的调节和不敏感。因此，当压降比S小并且负荷变化很大时，使用线性阀是不合适的。等百分比阀在接近关闭时工作缓慢平稳，当接近完全打开状态时，放大系数大，工作灵敏有效，适用于负载变化大的场合。当行程小时，流速很大。随着行程增加，快速达到流速。它通常用于双位调整和程序控制。 （4）根据调整对象的特性进行选择通常，具有自平衡能力的调整对象可以选择等百分比流量特性的控制阀，而不具有自平衡能力的调整目标选择控制阀的线性流量特性。 4？控制阀直径选择调节阀门直径的目的是将阀门和管道结合起来，产生合理的线性特性组合，从而可以有效地控制系统的调节。调节阀的直径根据工艺要求的流量确定，调节阀的流量由所提供的工艺条件计算，然后根据其循环计算。