调节阀概述

流流 向开
流 关
流 开
流 关
任 意
任 意
任 意
流 开
流 关
流 开
流 关
90º 70º
FL 0.93 0.75 0.92 0.85 0.84 0.91 0.84 0.93 0.80 0.88 0.62 0.61 0.72
XT 0.58 0.46 0.58 0.46 0.61 0.69 0.69 0.56 0.53 0.56 0.40 0.27 0.52
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可压缩流体(气体)
膨胀系数法(y)(IEC)
判别 式
X＜FKXT
计 Kv=(Qg/5.19P1y) √(T1YNZ/X
算
公 Kv=(Qg/24.6P1y)√T1MZ/X
式
Kv=(Qg/4.57P1y)√T1GZ/X
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可压缩流体(气体)
膨胀系数法(y)(IEC)
Ws-蒸汽质量流量 kg/h Wg-气体质量流量 kg/h Pv- 饱和蒸汽压 kPa
P1-阀前绝压 kPa P2-阀后绝压 kPa ΔP-阀前后压差 kPa
YL-液体密度 g/cm3 Yg气体密度(P1.T1)kg/m3 YN气体标态密度kg/Nm3
Ys- 蒸汽阀前密度 kg/m3 Ye两项流有效密度kg/m3 Ym两项流入口密度kg/m3
ΔP≥FL2(P1-FFPV)
计算 公式
Kv=10QL√YL/(P1-P2)
Kv=10QL√YL/FL2(P1-FFPV)
备注
Cv=1.167Kv
FF=0.96-0.28 √PV/PC (FF=0.67-0.9)
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QL-最大流量(m3/h )
P1-阀前绝压(kPa)
P2-阀后绝压(kPa)
X≥FKXT
Kv=(Ws/1.78)√1/kXTP1Ys Kv=(Ws/0.62P1)√T1Z/kXTM
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两项流-膨胀系数法(y)(IEC)
液体与非液化气体:采用有效密度法 (Ye)
判别 条件
计算公式
Kv=(Wg+WL)/(3.16√ΔPYe )
液体
与非 Ye=(Wg+WL)/(Wg/Ygy2+WL/103YL)
流体在调节阀中的平均流速为：
V0=Q/A ……(3)
（Q=V0*A）
(1).(2).(3)综合,得调节阀流量方程:
Q=A/√§｛ √ 2(P1-P2)/r ｝……(4)
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将(4)代入单位得：
Q=｛5.09A/√§｝｛√△P /r｝m3/h 令Kv= 5.09A/√§
Q=Kv√△P/r Kv=Q√r/△P =5.09A/√§
-用途:1.配管需要。
2.高粘度.浆料状介质。 3.高压差,阀体被冲蚀严重。
-注意:1.侧进底出时需加大执行器。
2.底进侧出时相当于单座阀。
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7.三通调节阀
-特点:1.一台阀可实现分流或合流,替代两台阀.
2.泄漏率低.IV-0.01%CV。 3.不平衡轴推力大,ΔP低。 4.温差ΔT≤150-200℃。 -用途:热交换器,喷涂工况。
r-流体密度-t/m3. g-重力加速度. §-调节阀阻力系数. A-调节阀连接管的横截面积cm2.
△P=P1-P2 100kPa .
Q-流体的体积流量m3/h
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CV值计算公式:
1.不可压缩流体（液体）
判别 工况
非阻塞流
阻塞流
判别 式
ΔP∠FL2(P1-FFPV)
ΔP≥FL2(P1-FFPV)
计算 公式
Kv=10QL√YL/(P1-P2)
Kv=10QL√YL/(FL2‹P1-FFPV›)
备注 Cv=1.167Kv.FF=0.96-0.28 √PV/PC (FF=0.67-0.9)
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CV值计算公式:
1.不可压缩流体（液体）
判别 工况
非阻塞流
阻塞流
判别 式
ΔP＜FL2(P1-FFPV)
判别 式
X≥FKXT
计 Kv=(Qg/2.9P1) √(T1YNZ/kXT
算
公 Kv=(Qg/13.9P1)√T1MZ/kXT
式
Kv=(Qg/4.57P1y)√T1GZ/ kXT
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蒸汽
膨胀系数法(y)(IEC)
判别条件
计算公式
X＜FKXT
Kv=(Ws/3.16y)√1/XP1Ys Kv=(Ws/1.1P1y)√T1Z/XM
液体 Ym=(Ws+WL)/(Ws/Ys+WL/103YL)
与蒸 汽 Ym=(Ws+WL)/(T1Ws/2.64P1YN+WL/103YL)
Ym=(Ws+WL)/(8.5T1Ws/MP1Z+WL/103YL
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符号及单位
QL-液体体积流量 m3/h Qg-气体标态流量Nm3/h WL-液体质量流量 kg/h
Z-压缩系数
y-膨胀系数 y=1-X/3FKXT X-压差比
XT-临界压差比
FL-压力恢复系数
X=(P1-P2)/P1
FK-比热比系数 FK=k/1.4（空气=1）
M-气体分子量
k-气体绝热指数（对空气k=1.4）
G-气体对空气比重
FF-临界压力比系数 FF=0.96-0.28 √PV/PC T1-入口温度 K
3.非金属衬里防腐蚀。
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10.凸轮挠曲调节阀
-特点:1.阀容量大,可调比大。
2.流路平滑,杂质不易沉淀。
3.偏心旋转无磨擦,密封寿
命长,导流翼使流体动态
调节平稳,许容压差大。
4.泄漏率低.IV-0.01%.
PTFE-“0”
-用途:1.大容量.大调节范围。
2.含软质料浆流体。
3.开-关动作,切断工况。 4.小形.轻量要求。
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8.保温夹套调节阀
-特点：阀体或上阀盖带夹套。
-用途：需要进行保温工况。
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9.蝶形调节阀
-特点:1.流路简单,压力损失小,阀容量大。
2.允许差压小。
3.阀泄漏:间隙式2%CV,台阶形
阀座0.1%CV,0.00001%CV。 4.固有流量特性.≈%。 -用途:1.低压差大流量。 2.料浆性介质。
KV=X*KV1
X-查表
b.闪蒸补正:
ΔT∠2.8℃ ΔPC=0.06*P1
ΔT≥2.8℃
ΔPC=0.9*(P1-PV)
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部分物质的热力学临界压力Pc和临界温度Tc
名称 氩 氯 氟 氯化氢 氢 水 氨 二氧化碳
分子式 Ar Cl2 F2 HCl H2 H2O NH3 CO2
Pc.100kPa 49.7 77.9 53.1 83.9 13.9 221 114 74.7
CV=Q√G(273+T)/249P1
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3.水蒸汽
流动工况 判别式
计算公式-a 饱和蒸汽
非阻塞流-a
阻塞流-b
ΔP＜P1/2
ΔP≥P1/2
CV=W(1+0.0013ΔT)/(13.67√ΔP(P1+P2))
CV=1.41W/(f√ΔP(P1+P2))
计算公式-b 饱和蒸汽
CV=W(1+0.0013ΔT)/(11.9P1) CV=1.64W/f.P1
-用途:1.开-关动作,调节.切断工况。
2.料浆状,纤维状介质。
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调节阀功能比较
调节 切断 压差 防堵 耐蚀 耐压 耐温 重量 外观
单座阀 A A- C C A- A A- C B 笼式阀 A B A C B A A C B 角形阀 A A- C A A- A A- C B 隔膜阀 C A C A- A C C B- B 蝶阀 B B- C A A- C A- A A 球阀 B A A- A B B B B B 挠曲阀 B+ A- B+ A- B B B+ B+ A
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11.“O”形切断球阀
-特点:1.直通流路,低流阻,大容量,
杂质不沉淀。
2.泄漏率低.V-0.001%,
VI-0.00001%。 3.许容压差大,调节范围大。 4.同心旋转,磨擦大,寿命短。
-用途:开-关动作,切断工况。
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12.“V”形调节球阀
-特点:1.低流阻,大容量,杂质不沉淀。 2.泄漏率低.V-0.001%, VI-0.00001%。 3.许容压差大,调节范围大。 4.同心旋转,磨擦大,寿命短。
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5.低噪音调节阀
-特点：套筒采用小孔节流，避免高 压喷流气体产生旋涡而引起 的阀震动及高噪音。
-用途：高压差气体。 ΔP≥1MPa
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6.角形调节阀
-特点:1.泄漏率低.IV-0.01%CV.V-0.001%CV VI-0.00001%。
2.不平衡轴推力大,ΔP低。 3.流路简单，有自洁功能。 4.阀本体不易被冲蚀。
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三.CV值计算
P1
V
P
Pv
P2
V
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1.调节阀的节流原理和流量系数(Kv)
不可压缩流体流经调节阀的能量损失为：
H=(P1-P2)/rg……（1）
K一定，流体不可压缩，则r不变。单位重量的流体 的能量损失与流体的动能成正比：
H=§(V02/2g)……（2） ( V0=√ (H*2g)/§)
SSU=(CP+√CP2+158.4G2)/0.44G CP=0.22G.SSU-180G/SSU 1N.S/m2=1000CP=10Poisscg(泊)/cm2 1m2/s=106cst=104cm2/s 压 力: 1atm=0.1MPa=100kPa=760mmHg =10.3mH2O=1.01bar =1.03kgf/cm2
ΔP-压差=P1-P2 (kPa)
YL-液体密度（g/cm3） FL-液体压力恢复系数
FF-液体临界压力比系数
PV-阀入口温度饱和蒸汽压(kPa)
PC-热力学临界压力(kPa).( H2O=22100KPa)
M-操作温度下液体粘度(cst)
a.粘度补正:
粘度M≥20(cst),补正系数R
R=44000/(M*√KV1) R﹤1000需进行补正
液化 气体 Ye=(Wg+WL)/(T1Wg/2.64y2P1YNZ+WL/103YL)
Ye=(Wg+WL)/(8.5T1Wg/MP1y2Z+WL/103YL)
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两项流-膨胀系数法(y)(IEC) 液体与蒸汽:采用两项密度法(Ym)
判别 条件
计算公式
Kv=(Ws+WL)/｛3.16FL√YmP1(1-FF)｝
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四.流量特性
1.定义:
①.流量特性-介质流过调节阀的相对流量与相对
开度的关系. ②.直线特性: Q/Qmax=｛1+(R-1)l/L｝/R
③.等百分比(对数)特性:Q/Qmax=R(l/L-1) ④.抛物线特性: Q/Qmax= ｛1+(√R-1)l/L｝2/R
Tc.K 150.8 417 144.3 324.6 33.2 647.3 405.6 304.2
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2.可压缩流体(气体)
平均重度法Ym(FCI)
流动工况
非阻塞流-a
阻塞流-b
判别式
计算公式 -a
计算公式 -b
ΔP＜P1/2
ΔP≥P1/2
CV=(Q/287)√G(273+T)/ΔP(P1+P2)
调节阀概述
第1页，共63页。
笼式单座调节阀
.
第10页，共63页。
4.平衡笼式单座调节阀
-特点:1.带活塞环的压力平衡笼 式单座密封。
2.泄漏率低.III-0.1%CV,
IV-0.01%CV。 3.不平衡轴推力小,ΔP高。 4.压差变化小及切 断放空工况。
注: 蒸汽系数-f
H2O:f=19.3,NH3:f=25,F22:f=68.5 CH4.C2H6:f=37,C3H4.C3H6:f=41.5 C4H4.C5H4:f=43.5
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符号及单位
Q-最大流量(Nm3/h ) ΔP-压差=P1-P2(100kPa)
P1-阀前绝压(100KPa) P2-阀后绝压(100KPa) G-气体比重（标准状态，空气=1） T-操作温度（℃） W-蒸汽的重量流量（kg/h) ΔT-过热蒸汽与饱和蒸汽的温差（℃）
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单位换算
标态密度：kg/Nm3=kg/m3*(273+T)/(289*P1) 气体比重：G= kg/Nm3 *0.82 G=分子量/29 标态流量：Nm3/h=m3/h*289*P1/(273+T)
温 度: ℃=(℉-32)/1.8 ℃=K-273
粘 度：CP(动力)=CST(运动)*G
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Z-压缩系数
是比压力和比温度的函数
比压力 Pr=P1/Pc 比温度 Tr=T1/Tc
P1-阀入口绝压
kPa
Pc-热力学临界压力 kPa
T1-阀入口温度
K
Tc-热力学临界温度 K
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调节阀压力恢复特性参数
双
阀
单座阀
型
座 套筒阀 角形阀 绕曲阀 蝶阀 阀
VP H•S VN VM HC VS VFR VW