调节阀流量特性
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
调节阀的流量特性
❖ 直线阀的流量放大系数在任何一点上都是相同的，但 其对流量的控制力却是不同的。
控制力：阀门开度改变时，相对流量的改变比值。
例如在不同的开度上，再分别增加10%开度，相对流 量的变化比值为
10％时： [（20-10）/10]×100%=100% 50％时： [（60-50）/50]×100%=20% 80％时： [（90-80）/80]×100%=12.5%
在将控制阀前后压差固定时得到的流量特性称为固有流量特性
。它取决于阀芯的形状。
（1）直线特性
（2）等百分比特性
33 1
（3）快开特性 （4）抛物线特性
4
2
3
1 2
4
调节阀的流量特性
（1）直线流量特性
控制阀的相对流量与相对开度成直线关系，即 单位位移变化所引起的流量变化是常数。用数学式 表示为：
3
R — 调节阀 的可调比系数。
调节 阀
管路及设备
△P
T
△P
△P
G
P
△ P
△P
T
△
PG
Q
调节阀的流量特性
以Qmax表示串联管道阻力为零时(s=1)，阀全开时达 到的最大流量。可得串联管道在不同s值时，以自身Qmax作 参照的工作流量特性。
❖ 流量特性畸变： s ↓
直线阀变为快开阀 对数阀变为直线阀
调节阀的流量特性
例：管道并联时的工作流量特性 有的调节阀装有旁路，便于手动操作和维护
开度流量Q与全开时流量Qmax之比；
相对开度l/L 是控制阀某一开
度行程l与全开行程L之比。
L
调节阀的流量特性不仅与阀门 的结构和开度有关，还与阀前后的
Q
压差有关，必须分开讨论。
调节阀的流量特性
为了便于分析，先将阀前后压差固定，然后再引伸到实际工作
情况，于是有固有流量特性与工作流量特性之分。
1、固有（理想）流量特性
➢
l/L——阀芯相对位移；
➢
X——调节阀全开时最大流量和总管流量之比，即
X＝ q1max qmax
➢ 上式表示并联管道的工作流量特性。理想流量特性为直线及等百分 比的调节阀，在不同的X值时，工作流量特性如图1-5-31所示。
➢ 由图1-5-31可以看出，并联管道中，阀本身的流量特性变化不大 ，但可调比降低了。实际应用中，为使调节阀有足够的调节能力，旁 路流量不能超过总流量的20％，即X值不能低于0.8。
调节阀的流量特性
Q/Q100
s=1 L/Lmax
（2） 等百分比（对数）流量特性 单位相对行程变化所引起的相对流量变化与 此点的相对流量成正比关系：
3
❖ 曲线斜率（放大系数）随行程 的增大而增大。流量小时，流量变化 小；流量大时，流量变化大。 ❖ 等百分比特性在直线特性下方 ，在同一位移时，直线流量特性阀比 等百分比流量特性的调节阀通过的流 量大。
膜阀的流量特性近于快开特性，蝶阀的流量特性接
近于等百分比特性。选择阀门时应该注意各种阀门
的流量特性。
❖
对隔膜阀和蝶阀，由于它的结构特点，不
可能用改变阀芯的曲面形状来改变其特性。因此，
要改善其流量特性，只能通过改变阀门定位器反馈
凸轮的外形来实现。
调节阀的流量特性
2、调节阀的工作流量特性
实际使用时，调节阀装在具有阻力的管道系统 中。管道对流体的阻力随流量而变化，阀前后压差 也是变化的，这时流量特性会发生畸变。
1
2 4
调节阀的流量特性
❖ 等百分比阀在各流量点的放大系数不同，但对 流量的控制力却是相同的。
同样以10％、50％及80％三点为例，分别增加 10%开度，相对流量变化的比值为：
10%处： （6.58%-4.68%）/4.68%≈41% 50%处： （25.7%-18.2%）/18.2%≈41% 80%处： （71.2%-50.6%）/50.6%≈41%
例：管道串联时的工作流量特性
如图，管道系统总压力ΔP等于管路系统的压降
ΔPG与控制阀的压降ΔPT之和。
P
调节
管路及设备
阀
△P
△P
T
△P
△P
G
△
T
P
△
PG
Q
调节阀的流量特性
从串联管道中调节阀两端压差△PT的变化曲线
可看出，调节阀全关时阀上压力最大，基本等于系
统总压力；调节阀全开时阀上压力降至最小。
为了表示调节阀两端压差△PT的变化范围，以 阀权度s表示调节阀全开时，阀前后最小压差△PTmin 与总压力△ P之比。 s =PTmin / △ P
调节阀的流量特性
结论
串、并联管道使理想流量特性发生畸变，串联管道的影响尤为 严重； 串、并联管道式调节阀可调比降低，并联管道更为严重； 串联管道使系统总流量减少，并联管道使系统总流量增加； 串联管道调节阀开度小时放大系数增加，开度大时则减少，并 联管道调节阀的放大系数在任何开度下总比原来的减少。
调节阀的流量特性
Q/Q100
s=1 L/Lmax
（3）快开特性 ❖ 开度较小时就有较大流量，随开度的增大，流 量很快就达到最大，故称为快开特性。适用于迅速 启闭的切断阀或双位控制系统。
3
（4） 抛物线流量特性
特性曲线为抛物线， 介于直线和对数曲线之间 ，使用较少。
1
2 4
调节阀的流量特性
❖
各种阀门都有自己特定的流量特性，如隔
调节阀流量特性
➢5.2.1调节阀的流量特性 调节阀的阀芯位移与流量之间的关系，对控制
系统的调节品质有很大影响。 流量特性的定义： 被控介质流过阀门的相对流量与阀门的相对开
度（相对位移）间的关系称为调节阀的流量特性。
Q/Qmax —相对流量 l/L — 相对开度
调节阀的流量特性
相对流量Q/Qmax 是控制阀某一
1
2 4
调节阀的流量特性
可调比R为调节阀所能 控制的最大流量与最小流量 的比值。
R = Qmax / QΒιβλιοθήκη Baiduin
3
1 2
4
其中Qmin不是指阀门全关时的泄漏量，而是阀门能平稳控 制的最小流量，约为最大流量的2~4%一般阀门的可调比R=30。
在小开度时，流量相对变化值大，灵敏度高，不易控制，甚 至发生震荡；在大开度时，流量相对变化值小，调节缓慢。
。当生产能力提高或其他原因引起调节阀的最大流 量满足不了工艺生产的要求时，可以把旁路打开一 些，这时调节阀的理想流量特性就成为工作流量特 性。
调节阀的流量特性
在图1-5-30所示的并联管路中， 有
q qmax
=
Xƒ（
l） L
+(1-X)
➢式中 q——并联管道的总流量，即：q= q1+ q2；
➢
qmax——管路总流量的最大值；ƒ——调节阀的理想流量特性；
❖ 直线阀的流量放大系数在任何一点上都是相同的，但 其对流量的控制力却是不同的。
控制力：阀门开度改变时，相对流量的改变比值。
例如在不同的开度上，再分别增加10%开度，相对流 量的变化比值为
10％时： [（20-10）/10]×100%=100% 50％时： [（60-50）/50]×100%=20% 80％时： [（90-80）/80]×100%=12.5%
在将控制阀前后压差固定时得到的流量特性称为固有流量特性
。它取决于阀芯的形状。
（1）直线特性
（2）等百分比特性
33 1
（3）快开特性 （4）抛物线特性
4
2
3
1 2
4
调节阀的流量特性
（1）直线流量特性
控制阀的相对流量与相对开度成直线关系，即 单位位移变化所引起的流量变化是常数。用数学式 表示为：
3
R — 调节阀 的可调比系数。
调节 阀
管路及设备
△P
T
△P
△P
G
P
△ P
△P
T
△
PG
Q
调节阀的流量特性
以Qmax表示串联管道阻力为零时(s=1)，阀全开时达 到的最大流量。可得串联管道在不同s值时，以自身Qmax作 参照的工作流量特性。
❖ 流量特性畸变： s ↓
直线阀变为快开阀 对数阀变为直线阀
调节阀的流量特性
例：管道并联时的工作流量特性 有的调节阀装有旁路，便于手动操作和维护
开度流量Q与全开时流量Qmax之比；
相对开度l/L 是控制阀某一开
度行程l与全开行程L之比。
L
调节阀的流量特性不仅与阀门 的结构和开度有关，还与阀前后的
Q
压差有关，必须分开讨论。
调节阀的流量特性
为了便于分析，先将阀前后压差固定，然后再引伸到实际工作
情况，于是有固有流量特性与工作流量特性之分。
1、固有（理想）流量特性
➢
l/L——阀芯相对位移；
➢
X——调节阀全开时最大流量和总管流量之比，即
X＝ q1max qmax
➢ 上式表示并联管道的工作流量特性。理想流量特性为直线及等百分 比的调节阀，在不同的X值时，工作流量特性如图1-5-31所示。
➢ 由图1-5-31可以看出，并联管道中，阀本身的流量特性变化不大 ，但可调比降低了。实际应用中，为使调节阀有足够的调节能力，旁 路流量不能超过总流量的20％，即X值不能低于0.8。
调节阀的流量特性
Q/Q100
s=1 L/Lmax
（2） 等百分比（对数）流量特性 单位相对行程变化所引起的相对流量变化与 此点的相对流量成正比关系：
3
❖ 曲线斜率（放大系数）随行程 的增大而增大。流量小时，流量变化 小；流量大时，流量变化大。 ❖ 等百分比特性在直线特性下方 ，在同一位移时，直线流量特性阀比 等百分比流量特性的调节阀通过的流 量大。
膜阀的流量特性近于快开特性，蝶阀的流量特性接
近于等百分比特性。选择阀门时应该注意各种阀门
的流量特性。
❖
对隔膜阀和蝶阀，由于它的结构特点，不
可能用改变阀芯的曲面形状来改变其特性。因此，
要改善其流量特性，只能通过改变阀门定位器反馈
凸轮的外形来实现。
调节阀的流量特性
2、调节阀的工作流量特性
实际使用时，调节阀装在具有阻力的管道系统 中。管道对流体的阻力随流量而变化，阀前后压差 也是变化的，这时流量特性会发生畸变。
1
2 4
调节阀的流量特性
❖ 等百分比阀在各流量点的放大系数不同，但对 流量的控制力却是相同的。
同样以10％、50％及80％三点为例，分别增加 10%开度，相对流量变化的比值为：
10%处： （6.58%-4.68%）/4.68%≈41% 50%处： （25.7%-18.2%）/18.2%≈41% 80%处： （71.2%-50.6%）/50.6%≈41%
例：管道串联时的工作流量特性
如图，管道系统总压力ΔP等于管路系统的压降
ΔPG与控制阀的压降ΔPT之和。
P
调节
管路及设备
阀
△P
△P
T
△P
△P
G
△
T
P
△
PG
Q
调节阀的流量特性
从串联管道中调节阀两端压差△PT的变化曲线
可看出，调节阀全关时阀上压力最大，基本等于系
统总压力；调节阀全开时阀上压力降至最小。
为了表示调节阀两端压差△PT的变化范围，以 阀权度s表示调节阀全开时，阀前后最小压差△PTmin 与总压力△ P之比。 s =PTmin / △ P
调节阀的流量特性
结论
串、并联管道使理想流量特性发生畸变，串联管道的影响尤为 严重； 串、并联管道式调节阀可调比降低，并联管道更为严重； 串联管道使系统总流量减少，并联管道使系统总流量增加； 串联管道调节阀开度小时放大系数增加，开度大时则减少，并 联管道调节阀的放大系数在任何开度下总比原来的减少。
调节阀的流量特性
Q/Q100
s=1 L/Lmax
（3）快开特性 ❖ 开度较小时就有较大流量，随开度的增大，流 量很快就达到最大，故称为快开特性。适用于迅速 启闭的切断阀或双位控制系统。
3
（4） 抛物线流量特性
特性曲线为抛物线， 介于直线和对数曲线之间 ，使用较少。
1
2 4
调节阀的流量特性
❖
各种阀门都有自己特定的流量特性，如隔
调节阀流量特性
➢5.2.1调节阀的流量特性 调节阀的阀芯位移与流量之间的关系，对控制
系统的调节品质有很大影响。 流量特性的定义： 被控介质流过阀门的相对流量与阀门的相对开
度（相对位移）间的关系称为调节阀的流量特性。
Q/Qmax —相对流量 l/L — 相对开度
调节阀的流量特性
相对流量Q/Qmax 是控制阀某一
1
2 4
调节阀的流量特性
可调比R为调节阀所能 控制的最大流量与最小流量 的比值。
R = Qmax / QΒιβλιοθήκη Baiduin
3
1 2
4
其中Qmin不是指阀门全关时的泄漏量，而是阀门能平稳控 制的最小流量，约为最大流量的2~4%一般阀门的可调比R=30。
在小开度时，流量相对变化值大，灵敏度高，不易控制，甚 至发生震荡；在大开度时，流量相对变化值小，调节缓慢。
。当生产能力提高或其他原因引起调节阀的最大流 量满足不了工艺生产的要求时，可以把旁路打开一 些，这时调节阀的理想流量特性就成为工作流量特 性。
调节阀的流量特性
在图1-5-30所示的并联管路中， 有
q qmax
=
Xƒ（
l） L
+(1-X)
➢式中 q——并联管道的总流量，即：q= q1+ q2；
➢
qmax——管路总流量的最大值；ƒ——调节阀的理想流量特性；