調節閥流量特性分析及應用選型

摘 要：在進行工業生產活動的時候，我們常會用到調節閥，它的具體意義是結合調節設備釋放的信息來開展活動。

關鍵詞：調節閥；特性分析；選擇

1 概述

對于自動控制體系來講，調節閥是使用頻率非常多的一項執行元件。要想得知其控制步驟是不是穩定的，關鍵要分析該閥門的運行是不是精準，確保過程控制體現為物料能量和流量的精確變化。因此，要切實的結合規定來選取不一樣的閥。選取有效的閥是當前管線設計中的關鍵內容，同時還是確保體系穩定運作的重要要素。

它是自控體系中非常關鍵的組成要素。它的選取是不是合理的，關乎到總的體系的控制品質，關乎到生產產品品質。不過，當前的自控體系很多時候無法有效的運作，關鍵是因為其選擇不合理而導致的。所以，只有積極的選取有效的閥，才能夠保證運作有效，相關工作者要高度的關注該項內容。它體現的內容一般是表現在它的的活動特性以及構造的指數中。在這些數值中，流通的水平是最為關鍵的要素，其大小會關乎到閥門的榮覺，其是設計選型里非常關鍵的指數。所以，在選取的時候要綜合的分析如上的一些干擾要素。筆者結合自身長久的活動知識，分析了其在選取的時候要關注的內容。

2 關于其組成要素

2.1 執行機構

結合驅動的形式，可以分成三類，分別是氣動的以及電動，液動三類。對于第一種來講，它的結構非常的簡單，而且活動穩定，性能很好，價位也不高，便于維護，具有防火等的優勢，在很多的控制體系之中都有使用。對于第二類來講，雖說它對于防火以及防爆等沒有優勢，不過它的好處在于驅動電源能有效的獲取，同時信號的傳遞速率非常快，能在較遠的距離之中傳遞，規模不大，活動穩定性高，維護簡便，價位不是很高。對于第三類來講，它的推力非常高，而且調節的精度也很好，方便在較遠的距離之中傳遞，規模不大，動作穩定，不過因為它的規模很大，工藝也很繁瑣，所以很少會使用。

對于執行部件來講，不管是何種種類的，它的輸出力均是用阿里應對有效力的。所以，為了確保閥門的活動有序，要保證使用的執行機構具有非常好的輸出性能來應對面對的力，進而確保封閉性好。當明確了執行機構的力之后，要切實結合相關的使用環境的規定，選取有效的執行機構。比如，在對場地有防爆規定的時候，最好是使用氣動形式，而且要保證線盒是能夠有效的防爆的。假如不具有防爆的規定的話，那么氣動亦或是電動的都可以使用，不過分析到節能要素的話，最好是使用電動的。針對那些調節的精確性好的，活動速率快的，運作穩定的，要使用液動的。

2.2 調節機構

調節閥門是調節閥的調節機構，它根據控制信號的要求而改變閥門開度的大小來調節流量，是一個局部阻力可以變化的節流元件。調節閥門主要由上下閥蓋、閥體、閥瓣、閥座、填料及壓板等部件組成。在自動控制系統中，閥門主要的調節介質為水和蒸汽等。在壓力比較低，使用情況單一的情況下，常用的調節閥有直通調節閥、三通調節閥和蝶閥等。

3 調節閥的工作原理

在有流體流動的管道中，調節閥是一節流件，假設流體是不可壓縮且充滿管道，根據伯努利方程式和流體的連續性定律可知：通過閥門的體積流量Qv與閥門的有效流通截面積A和通過閥門前后的壓降ΔP（ΔP=P1-P2）的平方根成正比，與流體的密度ρ和閥門的阻力系數ζ的平方根成反比，即：

根據調節閥的流量方程式可得出如下結論：

（1）在流體的密度ρ和閥門上的壓降ΔP一定的情況下，調節閥的流量系數C與流量Qv，C值的大小反映了閥能通過的流量的大小。

（2）流量系數C與流通面積A成正比，流通能力隨流通截面的增減而增減。

（3）流量系數C與閥門的阻力系數ζ的平方根成反比，增大閥門的阻力系數ζ就是閥門的流通能力減小，如果閥門的口徑相同，則不同結構的閥門的阻力系數ζ就不相同，流通系數C也就不同。

4 關于其結構形式

在進行該項選擇的時候，要切實的結合具體活動中的工藝內容以及介質的特征和體系的規定等等的一些要素來分析。一般在使用的時候，用到最多的是普通單座調節閥、雙座調節閥、套筒調節閥、蝶閥等。通常來講，在流量不大，壓力差值不高，規定泄露數不能太大的區域，選取單座模式的就可以合乎生產活動的規定，同時還能夠節省資金。對于那些流量非常高，而且壓力差值大的區域，就要使用雙座的；套筒調節閥最適宜用在介質壓差大、振動大的場合；蝶閥適宜用于低壓狀態的空氣或其它氣體的壓力、流最調節。

5 關于其流量特征的分析

它的流量特征目前使用最多的有如下的四類：

5.1 等百分比特性

等百分比特性也稱為對數特性，是指閥門的開度增加同樣的值時，通過的調節閥的流最按照等百分比增加。調節閥在同樣開度變化值下，當流量小的時候，其變動性也相應的要小很多，調節活動就會非常的平緩。而相反的流量非常高的話，其變動也就要高，此時的調節性就非常靈便。

5.2 直線特性

直線特性是指調節閥的相對流量和相對開度的比值為常數。調節閥在同樣開度變化值下，流量小時流量的變化值相對較大，凋節作用較強，容易產生超調和引起振蕩；流量大時，流量的變化值相對較小，調節作用不夠靈敏。

5.3 拋物線特性

拋物線特性是指調節閥的相對流量與相對開度的二次方根成正比。拋物線特性介于直線特性和等百分比特性之間，改善了直線特性在小開度時調節性能差的缺點。

5.4 快開特性

快開特性是指調節閥在開度很小時流量就已經較大，隨著開度增加，流量很快達到最大值。

從調節閥的流量特性可以看出，調節閥的流量特性對選用調節閥有非常重要的意義，直接影響到自動控制系統的質量和穩定性，因此必須正確合理選擇調節閥的流量特性。在工程應用中，我們選用最多的是等百分比特性，對于壓差變化小、可調范圍小、開度變化小的場合，也可以選用直線特性的調節閥，V型球閥一般選用拋物線特性。

6 關于閥口徑

計算選定調節閥口徑的方法在工程中常用C值法，即流通能力法。首先根據工藝條件和調節要求選定閥門的結構型式和流量特性，并且確定流量系數C的計算方法和計算公式，然后把各項數值帶人計算公式計算出最大流量下調節閥流量系數Cmax值，然后在標準閥門額定Cv值表中選擇與1.2Cmax相近的Cv值，其對應的閥徑即為所選擇調節閥的閥徑，最后進行噪聲和開度驗算，在最大流最下一般調節閥的開度不超過85%，最小流量下開度不小于20%，假如驗算信息合理的話，此時就可以定下來其其尺寸。假如不合理的話，就要再次的分析，然后對其驗算，一直到信息合理。

7 合理的選取其材質

在選取材質的時候，要切實的關注如下的兩個要素。第一是閥體以及蓋子的材料的質地。第二是其中的組成部件的材料的品質。對于閥體等來講，它們就相當于是壓力設備，所以規定它要能夠承擔介質的氣溫等，對于其中的組件來講，它的關鍵意義是節流，對其規定是要保證可以抗腐蝕，而且要有效的應對沖刷。其是選取的時候要高度關注的內容。在選取材質的時候要了解兩項內容。第一是要確保安全穩定，即要切實的結合工藝規定，選取那些能夠抵抗高溫以及高壓和方式等的材料。第二，要在合乎使用性的規定之下，分析它的性能和使用時間以及經濟性指標。