流量與閥門(mén)開(kāi)的關(guān)系

1、 閥門(mén)的流量特性不同的流量特性會(huì)有不同的閥門(mén)開(kāi)度； 快開(kāi)流量特性，起初變化大，后面比較平緩； 線性流量特性，是閥門(mén)的開(kāi)度跟流量成正比，也就是說(shuō)閥門(mén)開(kāi)度達(dá)到50%，閥門(mén)的流量也達(dá)到50%；等百流量特性，跟快開(kāi)式的相反，是起初變化小，后面比較大。閥門(mén)開(kāi)度與流量、壓力的關(guān)系,沒(méi)有確定的計(jì)算公式。它們的關(guān)系只能用籠統(tǒng)的函數(shù)式表示，具體的要查特定的試驗(yàn)曲線。調(diào)節(jié)閥的相對(duì)流量Q/Qmax與相對(duì)開(kāi)度L/Lmax的關(guān)系:Q/Qmax=f(L/Lmax)調(diào)節(jié)閥的相對(duì)流量Q/Qmax與相對(duì)開(kāi)度L/Lmax、閥上壓差的關(guān)系：Q/Qmax=f(L/Lmax)（dP1/dP）(1/2)。 調(diào)節(jié)閥自身所具有的固有的流量特

2、性取決于閥芯形狀，其中最簡(jiǎn)單是直線流量特性：調(diào)節(jié)閥的相對(duì)流量與相對(duì)開(kāi)度成直線關(guān)系，即單行程變化所引起的流量變化是一個(gè)常數(shù)。閥能控制的最大與最小流量比稱為可調(diào)比，以R表示，R=Qmax/Qmin ,則直線流量特性的流量與開(kāi)度的關(guān)系為： Q/Qmax=（1/R）1+（R-1）L/Lmax 開(kāi)度一半時(shí)，Q/Qmax=51.7%等百分比流量特性：Q/Qmax=R(L/Lmax-1） 開(kāi)度一半時(shí)，Q/Qmax=18.3%快開(kāi)流量特性：Q/Qmax=（1/R）1+（R2-1）L/Lmax(1/2) 開(kāi)度一半時(shí)，Q/Qmax=75.8%流量特性主要有直線、等百分比（對(duì)數(shù)）、拋物線及快開(kāi)四種直線特性是指閥門(mén)的

3、相對(duì)流量與相對(duì)開(kāi)度成直線關(guān)系，即單位開(kāi)度變化引起的流量變化時(shí)常數(shù)。對(duì)數(shù)特性是指單位開(kāi)度變化引起相對(duì)流量變化與該點(diǎn)的相對(duì)流量成正比，即調(diào)節(jié)閥的放大系數(shù)是變化的，它隨相對(duì)流量的增大而增大。拋物線特性是指單位相對(duì)開(kāi)度的變化所引起的相對(duì)流量變化與此點(diǎn)的相對(duì)流量值的平方根成正比關(guān)系。快開(kāi)流量特性是指在開(kāi)度較小時(shí)就有較大的流量，隨開(kāi)度的增大，流量很快就達(dá)到最大，此后再增加開(kāi)度，流量變化很小，故稱快開(kāi)特性。隔膜閥的流量特性接近快開(kāi)特性，蝶閥的流量特性接近等百分比特性，閘閥的流量特性為直線特性，球閥的流量特性在啟閉階段為直線，在中間開(kāi)度的時(shí)候?yàn)榈劝俜直忍匦浴?指數(shù)運(yùn)算： Xy=exp(y*(x)主要有快開(kāi)、等

4、百分比及線性三種型式。 球閥和蝶閥在一般情況下不做調(diào)節(jié)之用，如做調(diào)節(jié)用，也是在開(kāi)度很小的情況下才起到調(diào)節(jié)作用，一般可以歸為快開(kāi)型，而真正作為調(diào)節(jié)用的大部分基本上是截止閥，把閥頭加工成如拋物線形錐形、球形等都會(huì)用不同的曲線特性，一般來(lái)說(shuō)作為調(diào)節(jié)，基本上百分比的特性用的比較多。調(diào)節(jié)閥流量特性控制分析        眾所周知，調(diào)節(jié)閥是自動(dòng)控制中直接與流體相接觸的執(zhí)行器。對(duì)熱工對(duì)象來(lái)說(shuō)，其控制流體（往往是水）的流量和壓力，關(guān)系著生產(chǎn)過(guò)程、空氣調(diào)節(jié)等自動(dòng)化的技術(shù)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。正確選取調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)形式、流量特性和產(chǎn)品規(guī)格，對(duì)于自

5、控系統(tǒng)的穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)合理性有十分重要的作用。        常用的調(diào)節(jié)閥有座式和蝶閥兩類(lèi)。隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)型式越來(lái)越多，調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)型式的選擇主要是根據(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)節(jié)比、噪音、泄漏量）綜合考慮來(lái)確定。一般情況下，應(yīng)首選普通單、雙座閥和套筒閥。因?yàn)榇祟?lèi)調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，閥芯形狀易于加工，比較經(jīng)濟(jì)；或根據(jù)具體的特殊要求選擇相應(yīng)結(jié)構(gòu)形式的調(diào)節(jié)閥。結(jié)構(gòu)型式確定以后，調(diào)節(jié)閥的具體規(guī)格關(guān)系到閥的流量特性是否與系統(tǒng)特性相匹配，關(guān)系到系統(tǒng)

6、是否穩(wěn)定性高、經(jīng)濟(jì)性好。調(diào)節(jié)閥的流量特性，是指流體流過(guò)調(diào)節(jié)閥的相對(duì)流量與調(diào)節(jié)閥的相對(duì)開(kāi)度之間的關(guān)系。易推知，相對(duì)流量與相對(duì)開(kāi)度成正相關(guān)，即閥門(mén)通道越小，相對(duì)開(kāi)度越小，相對(duì)流量越小；閥門(mén)通道越大，相對(duì)開(kāi)度越大，相對(duì)流量越大。閥門(mén)通道為零時(shí)，這時(shí)流量為零，即閥門(mén)關(guān)閉。由流體力學(xué)可知，通過(guò)閥門(mén)的流量與閥門(mén)前后的壓差成正相關(guān)的關(guān)系，即：                式中：Q指通過(guò)閥門(mén)的流量；P是指閥門(mén)前后形成的壓差；K是指系數(shù)。 &

7、#160;      壓差往往是由閥門(mén)開(kāi)度（閥芯的位移L）所形成的流體通道決定，開(kāi)度越小，相對(duì)開(kāi)度越小，閥門(mén)前后壓差越大；開(kāi)度越大，相對(duì)開(kāi)度越大，閥門(mén)前后的壓差越小?？梢哉f(shuō)，通過(guò)調(diào)節(jié)閥的流量大小不僅與閥的開(kāi)度有關(guān)，而且和閥前后的壓差有關(guān)。工作中的調(diào)節(jié)閥，當(dāng)閥的開(kāi)度改變時(shí)，不僅流量發(fā)生了變化，閥前后壓差也發(fā)生了變化。為了便于討論，先假定閥前后壓差一定，即先討論理想流量特性，然后再考慮調(diào)節(jié)閥在管路中的實(shí)際情況，即討論工作流量特性。        2 理想流量特

8、性        理想流量特性是在閥前后壓差固定的情況下得到的流量特性，它決定于閥芯的形狀，因此也稱之為結(jié)構(gòu)特性。在理想情況下，流量?jī)H隨閥門(mén)開(kāi)度變化而變化，從控制的角度看，觀察調(diào)節(jié)閥的控制指標(biāo)，研究流量特性，是一種常用的方法。在常用的調(diào)節(jié)閥中，有四種典型的理想流量特性，如圖1所示。        2.1 直線特性        調(diào)節(jié)閥的相對(duì)流量與相對(duì)開(kāi)度成直

9、線關(guān)系，如圖1中（1）曲線所示。曲線斜率不變，即它的放大系數(shù)不變。以相對(duì)行程等于10%、50%、80%三點(diǎn)為例，當(dāng)行程變化10%時(shí)，所引起相對(duì)流量變化10%，而它的相對(duì)變化值（即靈敏度）分別為100%、20%、12.5%。        可以推知，在變化相同行程情況下，閥門(mén)相對(duì)開(kāi)度較小時(shí)，相對(duì)流量變化值大，靈敏度高；相對(duì)開(kāi)度較大時(shí)，相對(duì)流量變化值小，靈敏度低。這往往使直線特性閥門(mén)控制性能變壞：在小開(kāi)度時(shí)，放大系數(shù)相對(duì)來(lái)說(shuō)很大，調(diào)節(jié)過(guò)程往往產(chǎn)生振蕩；在大開(kāi)度時(shí)，放大系數(shù)相對(duì)來(lái)說(shuō)不大，靈敏度低，容易使閥門(mén)動(dòng)作遲緩，調(diào)節(jié)

10、時(shí)間延長(zhǎng)。                2.2 對(duì)數(shù)特性        其單位相對(duì)行程的變化引起的相對(duì)流量的變化與此點(diǎn)相對(duì)流量成正比例，如圖1中（2）曲線所示。以同樣的行程L等于10%、50%、80%三點(diǎn)為例，當(dāng)行程變化10%時(shí)，流量變化值分別為1.9%、7.4%、20.5%，可以說(shuō)其放大系數(shù)隨閥門(mén)的開(kāi)大而增大。因此，這種閥門(mén)在小開(kāi)度時(shí)，放大系數(shù)小，工作得

11、緩和平穩(wěn)；在大開(kāi)度時(shí)，放大系數(shù)大，工作得靈敏有效。同樣，各點(diǎn)靈敏度為40%處處相等（也可稱等百分比特性），便于控制。        2.3 快開(kāi)特性和拋物線特性        快開(kāi)特性如圖1中（3）曲線所示，在閥門(mén)開(kāi)度小時(shí)，流量變化較大，隨著開(kāi)度增大，流量很快達(dá)到最大值，放大系數(shù)大，靈敏度高。在閥門(mén)開(kāi)度大時(shí)，流量變化不大，放大系數(shù)較小，靈敏度也較低。在壓力不太大、調(diào)節(jié)要求不高的場(chǎng)合應(yīng)用，開(kāi)則快，關(guān)則慢，不易引起管網(wǎng)大的壓力波動(dòng)。拋物線特

12、性如圖1中（4）曲線所示。這種閥的單位相對(duì)行程的變化所引起的相對(duì)流量與此點(diǎn)的相對(duì)流量值的平方根成正比關(guān)系。它介于曲線（1）（2）之間，其特性接近對(duì)數(shù)閥特性，但由于其閥芯加工復(fù)雜，較少采用。        3 工作流量特性        調(diào)節(jié)閥處于工藝管路系統(tǒng)中工作時(shí)，管路系統(tǒng)的阻力變化或旁路閥的開(kāi)啟程度的閥前后壓差變化，使得在同樣的閥門(mén)開(kāi)度時(shí)，不再像理想流量特性那樣流量保持不變，對(duì)應(yīng)的流量將有所變化。我們把調(diào)節(jié)閥前后壓差變化的流量特性稱為工作特性。        3.1 串