常用调节阀在小开度时流量变化
调节阀的特性及选择
调节阀的特性及选择调节阀是一种在空调控制系统中常见的调节设备，分为两通调节阀和三通调节阀两种。
调节阀可以和电动执行机构组成电动调节阀，或者和气动执行机构组成气动调节阀。
电动或气动调节阀安装在工艺管道上直接与被调介质相接触，具有调节、切断和分配流体的作用，因此它的性能好坏将直接影响自动控制系统的控制质量。
本文仅限于讨论在空调控制系统中常用的两通调节阀的特性和选择，暂不涉及三通调节阀。
1．调节阀工作原理从流体力学的观点看，调节阀是一个局部阻力可以变化的节流元件。
对不可压缩的流体，由伯努利方程可推导出调节阀的流量方程式为()()21221242P P D P P AQ -=-=ρζπρζ式中：Ｑ——流体流经阀的流量，m 3/s ；Ｐ1、Ｐ2——进口端和出口端的压力，MPa ；Ａ——阀所连接管道的截面面积，m 2； Ｄ——阀的公称通径，mm ；ρ——流体的密度，kg/m 3； ζ——阀的阻力系数。
可见当A 一定，(P 1-P 2)不变时，则流量仅随阻力系数变化。
阻力系数主要与流通面积(即阀的开度)有关，也与流体的性质和流动状态有关。
调节阀阻力系数的变化是通过阀芯行程的改变来实现的，即改变阀门开度，也就改变了阻力系数，从而达到调节流量的目的。
阀开得越大，ζ将越小，则通过的流量将越大。
2．调节阀的流量特性调节阀的流量特性是指流过调节阀的流体相对流量与调节阀相对开度之间的关系，即⎪⎭⎫⎝⎛=L l f Q Q max 式中：Q/Q max ——相对流量，即调节阀在某一开度的流量与最大流量之比； l/L ——相对开度，即调节阀某一开度的行程与全开时行程之比。
一般说来，改变调节阀的阀芯与阀座之间的节流面积，便可控制流量。
但实际上由于各种因素的影响，在节流面积变化的同时，还会引起阀前后压差的变化，从而使流量也发生变化。
为了便于分析，先假定阀前后压差固定，然后再引申到实际情况。
因此，流量特性有理想流量特性和工作流量特性之分。
调节阀知识
调节阀知识调节阀分类按用途和作用、主要参数、压力、介质工作温度、特殊用途（即特殊、专用阀）、驱动能源、结构等方式进行了分类，其中最常用的分类法是按结构将调节阀分为九个大类，6种为直行程，3种为角行程。
按用途和作用分类a.两位阀：主要用于关闭或接通介质；b.调节阀：主要用于调节系统。
选阀时，需要确定调节阀的流量特性；c.分流阀：用于分配或混合介质；d.切断阀：通常指泄漏率小于十万分之一的阀。
按主要参数分类1 按压力分类(1)真空阀：工作压力低于标准大气压；(2)低压阀：公称压力PN≤1.6MPa；(3)中压阀：PN2.5～6.4MPa；(4)高压阀：PNl0.0～80.OMPa，通常为PN22、PN32；(5)超高压阀：PN≥IOOMPa。
2 按介质工作温度分类(1)高温阀：t＞450℃；(2)中温阀：220℃≤t≤450℃；(3)常温阀：－40℃≤t≤220℃；④低温阀：－200℃≤t≤－40℃。
3 常用分类法这种分类方法既按原理、作用又按结构划分，是目前国内、国际最常用的分类方法。
一般分为九个大类：(1)单座调节阀；(2)双座调节阀；(3)套筒调节阀；(4)角形调节阀；(5)三通调节阀；(6)隔膜阀；(7)蝶阀；(8)球阀；(9)偏心旋转阀。
前6种为直行程，后三种为角行程。
这九种产品亦是最基本的产品，也称为普通产品、基型产品或标准产品。
各种各样的特殊产品、专用产品都是在这九类产品的基础上改进变型出来的。
4 按主要特殊用途来分（即特殊、专用阀）(1)软密封切断阀；(2)硬密封切断阀；(3)耐磨调节阀；(4)耐腐蚀调节阀；(5)全四氟耐蚀调节阀(6)全耐蚀合金调节阀；(7)紧急动作切断或放空阀；(8)防堵调节阀；(9)耐蚀防堵切断阀；(10)保温夹套阀；(11)大压降切断阀；(12)小流量调节阀；(13)大口径调节阀；(14)大可调比调节阀；(15)低S节能调节阀；(16)低噪音阀；(17)精小型调节阀；(18)衬里（橡胶、四氟、陶瓷）调节阀；(19)水处理专用球阀；(20)烧碱专用阀；(21)磷铵专用阀；(22)氯气调节阀；(23)波纹管密封阀……5 按驱动能源分类(1)气动调节阀；(2)电动调节阀；(3)液动调节阀。
调节阀流量特性介绍
调节阀流量特性介绍1. 流量特性调节阀的流量特性是指被调介质流过调节阀的相对流量与调节阀的相对开度之间的关系。
其数学表达式为式中：Qmax-- 调节阀全开时流量L---- 调节阀某一开度的行程Lmax-- 调节阀全开时行程调节阀的流量特性包括理想流量特性和工作流量特性。
理想流量特性是指在调节阀进出口压差固定不变情况下的流量特性，有直线、等百分比、抛物线及快开4种特性(表1)流量特性性质特点直线调节阀的相对流量与相对开度呈直线关系，即单位相对行程变化引起的相对流量变化是一个常数①小开度时，流量变化大，而大开度时流量变化小②小负荷时，调节性能过于灵敏而产生振荡，大负荷时调节迟缓而不及时③适应能力较差等百分比单位相对行程的变化引起的相对流量变化与此点的相对流量成正比①单位行程变化引起流量变化的百分率是相等的②在全行程范围内工作都较平稳，尤其在大开度时，放大倍数也大。
工作更为灵敏有效③ 应用广泛，适应性强抛物线特性介于直线特性和等百分比特性之间，使用上常以等百分比特性代之①特性介于直线特性与等百分比特性之间②调节性能较理想但阀瓣加工较困难快开在阀行程较小时，流量就有比较大的增加，很快达最大①在小开度时流量已很大，随着行程的增大，流量很快达到最大②一般用于双位调节和程序控制在实际系统中，阀门两侧的压力降并不是恒定的，使其发生变化的原因主要有两个方面。
一方面，由于泵的特性，当系统流量减小时由泵产生的系统压力增加。
另一方面，当流量减小时，盘管上的阻力也减小，导致较大的泵压加于阀门。
因此调节阀进出口的压差通常是变化的，在这种情况下，调节阀相对流量与相对开度之间的关系。
称为工作流量特性[1]。
具体可分为串联管道时的工作流量特性和并联管道时的工作流量特性。
（1）串联管道时的工作流量特性调节阀与管道串联时，因调节阀开度的变化会引起流量的变化，由流体力学理论可知，管道的阻力损失与流量成平方关系。
调节阀一旦动作，流量则改变，系统阻力也相应改变，因此调节阀压降也相应变化。
流量与阀门开度的关系
阀门的流量特性不同的流量特性会有不同的阀门开度；①快开流量特性，起初变化大，后面比较平缓；②线性流量特性，是阀门的开度跟流量成正比，也就是说阀门开度达到50%，阀门的流量也达到50%；③等百流量特性，跟快开式的相反，是起初变化小，后面比较大。
阀门开度与流量、压力的关系,没有确定的计算公式。
它们的关系只能用笼统的函数式表示，具体的要查特定的试验曲线。
调节阀的相对流量Q/Qmax与相对开度L/Lmax的关系:Q/Qmax=f(L/Lmax)调节阀的相对流量Q/Qmax与相对开度L/Lmax、阀上压差的关系：Q/Qmax=f(L/Lmax)（dP1/dP）^(1/2)。
调节阀自身所具有的固有的流量特性取决于阀芯形状，其中最简单是直线流量特性：调节阀的相对流量与相对开度成直线关系，即单行程变化所引起的流量变化是一个常数。
阀能控制的最大与最小流量比称为可调比，以R表示，R=Qmax/Qmin, 则直线流量特性的流量与开度的关系为：Q/Qmax=（1/R）[1+（R-1）L/Lmax]开度一半时，Q/Qmax=51.7%等百分比流量特性：Q/Qmax=R^(L/Lmax-1）开度一半时，Q/Qmax=18.3%快开流量特性：Q/Qmax=（1/R）[1+（R^2-1）L/Lmax]^(1/2)开度一半时，Q/Qmax=75.8%流量特性主要有直线、等百分比（对数）、抛物线及快开四种①直线特性是指阀门的相对流量与相对开度成直线关系，即单位开度变化引起的流量变化时常数。
②对数特性是指单位开度变化引起相对流量变化与该点的相对流量成正比，即调节阀的放大系数是变化的，它随相对流量的增大而增大。
③抛物线特性是指单位相对开度的变化所引起的相对流量变化与此点的相对流量值的平方根成正比关系。
④快开流量特性是指在开度较小时就有较大的流量，随开度的增大，流量很快就达到最大，此后再增加开度，流量变化很小，故称快开特性。
隔膜阀的流量特性接近快开特性，蝶阀的流量特性接近等百分比特性，闸阀的流量特性为直线特性，球阀的流量特性在启闭阶段为直线，在中间开度的时候为等百分比特性。
调节阀在小开度下工作的危害及解决对策
生产过程中有时会碰到调节网出现在小开度比如控制在5gt下下工作的现象这常常是由于实际工艺参敷与设计的参数不相符的缘故调节网如果经常工作在小开度下
第２ ４ 卷 第４ 期 ２ ０ １ ７ 年４ 月
仪器仪表用户
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调 节 阀在小 开度 限公司，河南 义 马 ４ ７ ２ ３ ０ ０ ）
常见的四种温度调节阀
通过温度调节阀的分析可得直线流量特性调节阀的特点：阀芯相同开度变化所引起的流量变化是相等的;流量相对变化量(流最变化最与原有流量之比)是不同的，在小开度时，流量相对变化量大，在大开度时，其流量相对变化量小。
也就是说，直线流量特性调节阀在小开度时，电动调节阀相对流量变化太大，控制作用太强。
容易引起超调，使系统产生激烈振荡;而在大开度时，相对流盆变化太小，控制作用太弱，造成控制不及时，系统反应迟钝，过渡过程时间长。
因此直线流量特性调节阀不宜用在负荷变化大的场合。
对于对数(等百分比)流量特性调节阀来说，行程变化相同的百分数，流最在原来基础上变化的相对百分数是相等的，即具有等百分比流量特性。
调节阀在小开度时，流量变化小，控制缓和平稳。
调节阀在大开度时，气动调节阀流量变化大，控制灵敏有效。
具有抛物线流量特性的温度调节阀，其单位相对行程变化所引起的相对流盆变化与该点的相对流量值的平方根成正比，自力式调节阀即具有快开流盆特性的调节阀在小开度时流量就比较大，随着开度的增大流量很快就达到最大.(呈饱和)，此后再增加开度，流量变化很小。
快开流盆特性的调节阀主要适用于位式控制和程序控制系统。
常见的四种温度调节阀的理想流量特性对比如图3一12所示。
将直线流量特性和对数流盆特性对比后发现，对数(等百分比)流量特性的控制特点是非常有利的。
抛物线流最特性介于直线与对数流量特性之间，故抛物线流量特性也称近似对数流量特性，蒸汽调节阀通常可用对数流星性来代替。
上海沪禹泵阀设备有限公司，位于上海市金山工业区亭枫公路3976号，是一家致力于科研、生产、销售、服务于一体的专业生产企业，现有职工89人，工程技术人员6人，其中搞中技术人员2人。
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调节阀流量特性选择
调节阀的流量特性如何选择控制阀的流量特性是介质流过控制阀的相对流量与相对位移（控制阀的相对开度）间的关系，一般来说改变控制阀的阀芯与阀座的流通截面，便可控制流量。
但实际上由于多种因素的影响，如在截流面积变化的同时，还发生阀前后压差的变化，而压差的变化又将引起流量的变化。
在阀前后压差保持不变时，控制阀的流量特性称为理想流量特性；控制阀的结构特性是指阀芯位移与流体流通截面积之间的关系，它纯粹由阀芯大小和几何形状决定，与控制阀几何形状有关外，还考虑了在压差不变的情况下流量系数的影响，因此，控制阀的理想流量特性与结构特性是不同的。
理性流量特性主要由线性、等百分比、抛物线及快开四种。
在实际生产应用过程中，控制阀前后压差总是变化的，这时的流量特性称为工作流量特性，因为控制阀往往和工艺设备串联或并联使用，流量因阻力损失的变化而变化，在实际工作中因阀前后压差的变化而使理想流量特性畸变成工作特性。
控制阀的理想流量特性，在生产中常用的是直线、等百分比、快开三种，抛物线流量特性介于直线与等百分比之间，一般可用等百分比来代替，而快开特性主要用于二位式调节及程序控制中。
因此，控制阀的特性选择是指如何选择直线和等百分比流量特性。
目前控制阀流量特性的选择多采用经验准则，可从下述几个方面考虑：1、从调节系统的质量分析下图是一个热交换器的自动调节系统，它是由调节对象、变送器、调节仪表和控制阀等环节组成。
K1变送器的放大系数，K2调节仪表的放大系数，K3执行机构的放大系数，K4控制阀的放大系数，K5调节对象的放大系数。
很明显，系统的总放大系数K为：K=K1*K2*K3*K4*K5K1、K2、K3、K4、K5分别为变送器、调节仪表、执行机构、控制阀、调节对象的放大系数，在负荷变动的情况下，为使调节系统仍能保持预定的品质指标；则希望总的放大系数在调节系统的整个操作范围内保持不变。
通常，变送器、调节器（已整定好）和执行机构的放大系数是一个常数，但调节对象的放大系数却总是随着操作条件变化而变化，所以对象的特性往往是非线性的。
流量调节阀工作原理
流量调节阀工作原理
流量调节阀是一种用于调节介质（液体或气体）流量的装置。
它通过改变介质流道的开度来控制流量的大小。
流量调节阀的主要工作原理如下：
1. 压差控制原理：流量调节阀通过调节阀门的开度，来改变流道截面积，进而改变介质通过阀门的流动速度。
当阀门开度增大，流道截面积增大，介质流速加快，流量也相应增大；当阀门开度减小，流道截面积减小，介质流速减慢，流量减小。
2. 液压控制原理：流量调节阀中的阀芯或阀板受到液压力的作用，通过调节液压力的大小来改变阀芯或阀板的位置。
当液压力增大，阀芯或阀板打开程度增大，流道截面积增大，流量增大；当液压力减小，阀芯或阀板打开程度减小，流道截面积减小，流量减小。
3. 电动控制原理：流量调节阀中的阀芯或阀板受到电动执行器的控制，通过电动执行器的信号来改变阀芯或阀板的位置。
电动执行器可以是电动阀门、电动执行器等。
当电动执行器接收到开启信号时，阀芯或阀板打开程度增大，流道截面积增大，流量增大；当接收到关闭信号时，阀芯或阀板打开程度减小，流道截面积减小，流量减小。
总之，流量调节阀通过改变阀门开度、液压力或电信号来改变阀门流道的截面积，从而控制介质的流量大小。
仪表维修工应知试题A
化工行业特有工种职业技能鉴定《化工仪表维修工》（高级）职业技能鉴定应知试题（A）一、填空：（每空1分，共20分）1、化工仪表是指对化工生产中的_______________的仪器。
2、按误差数值表示的方法，误差可分为绝对误差、相对误差和。
3、在1151的最大调校量程使用时，则最大负迁移为量程的。
4、铂铑30—铂铑6热电偶的分度号为B；长期测温可达℃。
5、R100／R0代表热电阻的纯度，Pt100铂热电阻的R100／R0＝。
6、工业上连续测定氧的磁性氧气分析器有和磁力机械式氧分析器。
7、关小与调节阀串联的切断阀，会使可调比变小，流量特性变。
8、打开与调节阀并联的旁路阀，会使可调比变小，流量特性变。
9、压力开关的工作原理是：当被测压力超过额定值时，弹性元件的自由端，直接或经过比较后推动开关元件改变其通断状态，达到控制被测压力的目的。
10、为了保证弹性式压力计的使用寿命和精度，当测量稳定压力时，正常操作压力应为量程的，最高不得超过测量上限的3/4。
11、在电子电位差计中，如果滑线电阻接触不良，则指针在平衡位置做无规律的摆动，如果滑线电阻磨损，则仪表指针做无规律的摆动。
12、我国生产的直通单、双座调节阀，R值为。
13、对可调比来说，切断阀比旁路阀的影响要。
14、当被调介质含有固体悬浮物时，选择调节阀的流量特性，宜选用特性；15、调节器的积分时间越小，积分作用。
16、根据下述情况，选择调节阀的流量特性时，调节阀经常在小开度工作时，宜选用特性；17、调节器的微分时间越大，微分调节作用就越。
18、涡流量计是一种流体震荡型流量计，是应用原理制成。
19、自动平衡电桥配以三线制热电阻进行温度测量时，其连接导线电阻规定为。
20、DCS的中文名字是。
二、选择：（每题1分，共10分）1、工业现场压力表的示值表示被测参数的（）。
A、动压B、全压C、静压D、负压2、扭力管浮筒液面计的浮筒脱落，则仪表指示（）。
A、最大B、最小C、不定D、不变3、采用角接取压或法兰取压，标准孔板的本体结构是（）A、一样B、不一样C、可以一样也可不一样D、没有要求4、用K分度号的热电偶和与其匹配的补偿导线测量温度，但在接线中把补偿导线的极性接反了，则仪表的指示（）A、偏大B、偏小C、不变D、可能大，也可能小5、一台测量范围为200℃—800℃的XWD电位差计，若它的桥路电源电压增加，则该仪表的测量下限（）A、大于200℃B、小于200℃C、等于200℃D、大于等于200℃6、用动圈表配热电偶测量温度，如果热电偶温度升高2℃，室温（冷端温度）下降2℃，则仪表的指示（）A、下降4℃B、升高4℃C、下降2℃D、升高2℃7、仪表不拆下，在现场进行校验，电子电位差计要用（）A、手动电位差计B、旋钮式标准电阻箱C、标准毫安表D、毫伏发生器8、调节系统中调节器正、反作用的确定是依据（）A、实现闭环回路的正反馈B、实现闭环回路的负反馈C、系统放大倍数恰到好处D、生产的安全性9、用变送器的输出直接控制调节阀，（）起调节作用？A、可以B、不可以C、视控制要求而定D、可以但误差太大10、由于微分调节规律有超前作用。
调节阀考核试卷新答案
现场维护调节阀培训班结业考核试卷单位 姓名 日期 成绩一、填空题1、气动薄膜执行机构结构简单，动作可靠，维修方便，价格低廉，是一种应用最广的执行机构。
它分为 正 、 反 作用两种形式，当信号压力增加时，推杆向 下 动作的叫正作用执行机构，反之，当信号压力增加时，推杆向 上 动作的叫反作用执行机构。
2、在同一开度下， 直线 流量特性的流量大于 对数 流量特性的流量，相对流量变化，直线流量特性小开度变化 大 ，大开度变化 小 。
对数流量特性相对流量变化为 常数 。
3、阀门定位器是基于 力平衡 原理工作的。
4、定位器和调节阀连接的反馈杆脱落失去反馈时，成了高放大倍数的气动放大器。
如果定位器是正作用的，输出跑到 最大 ，如果是反作用的，则输出跑到零。
5、气动薄膜调节阀主要由一个 执行机构 和阀体组成。
6、弹簧范围的选择应从主要的 压差 、 阀的稳定性 和 摩擦力 三方面考虑。
7、聚四氟乙烯形填料的角度有 60 和 90 两种，它们分别用于普通阀和高压阀。
8、直行程阀芯按其导向来分有 双导向 和 单导向两种。
9、双导向阀芯改变气开、气闭 不需要 更换执行机构。
10、国标规定；调节阀在1.1 倍公称压力下，填料至上、下阀盖连接处不应有渗漏现象，在1.5 倍公称压力下，持续 3 min 以上时间，其法体不应有肉眼可见的渗漏。
二、判断题1、波纹管密封型是4种上阀盖形式之一，适用于有毒性、易挥发和贵重流体的场合。
（ √ ）2、气开阀无信号时，阀处于全开位置，气关阀则处于全关位置。
（ × ）3、调节阀的流量特性用数学表达式为 ⎝⎛⎪⎭⎫=L F Qmax Q ι ( √ ) 4、调节阀的填料装填于上阀盖填料室内，其作用是防止介质因阀杆的移动而向外泄漏。
（√）5、我们知道，对气关阀膜室信号压力首先保证阀的关闭到位，然后再增加的这部分力才把阀芯压紧在阀座上，克服压差把阀芯顶开。
(√ )6、调节阀的可调范围反映了调节阀可控制的流量范围，用⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=Qmin Qmax R 来表示。
仪表专业职业技能鉴定复习资料
仪表专业职业技能鉴定复习资料一、填空题1、根据国际通用计量学基本名词的推荐，测量是以确定（量值）为目标的一组操作。
2、仪表误差的三种表示方式是（相对误差）、（绝对误差）、（引用误差）。
3、热电偶的结构通常由热电极、（绝缘管）、（保护管）和接线盒等主0要部分组成。
4、镍铬—镍硅热电偶的分度号是（K），长期使用的最高温度为（900℃），短期测温可达（1200℃），在（500℃）以下可在还原性、中性和氧化性气氛中工作。
5、热电阻是利用（导体）或（半导体）的电阻值随温度变化的性质来测量温度的。
6、ER系列仪表的基本工作原理是基于（电压平衡法）的原理进行工作的。
7、热电偶温度变送器量程单元线路是由信号输入回路、（零点调整）及冷端补偿回路、以及（非线性反馈回路）等部分组成。
8、标度变换是指将数字仪表的（显示值）和被测量的（物理量）统一起来的环节。
9、在国际单位制和我国法定计量单位中，压力的单位是（帕斯卡）符号是（Pa）。
10、常用的弹性式压力计有弹簧管压力计、（膜片压力计）、（膜盒压力计）和波纹管压力计。
11、热电阻温度温度变送器中，热电阻与桥路之间采用（三线制）的连接方式，目的是为了克服（环境温度）变化时（引线电阻）变化而造成的测量误差。
12、1151差压变送器采用(可变电容)为反感元件,当差压增加时,(测量膜片)发生位移,低压侧电容是(增加),高压侧电容是(减少)。
13、传递滞后与容量滞后的区别在于传递滞后（延迟）被调参数开始变化的（时间），而容量滞后（影响）被调参数的变化（速度）。
14、简单调节对象的特性可以全面的采用（最大系数K）、（时间系数T）及（滞后时间τ）等三个参数来表示。
15、在常用的PI调节中，比例是依据（偏差的大小）来动作的，在系统中起着（稳定被调参数）的作用，积分作用是依据（偏差是否存在）来动作的，起着（消除偏差）的作用。
16、微分作用，就是根据被调参数的（变化趋势），采取的（预防性）调节作用，也称之为（超前）调节。
化工自动化仪表作业考试题库-控制阀
59
某调节阀相对流量（Q/Qmax）与相对行程（l/L）成正比， 则其特性为（ ）。
60 调节阀经常在小开度下工作时，宜选用（ ）特性。
61
调节阀（ ）特性介于线性与等百分比特性之间，逐渐被 等百分比特性取代，很少被采用。
62 用于迅速启闭的切断阀应选择（ ）特性的调节阀。
63 某装置低压瓦斯放空调节阀应选用（ ）特性。
A黏度 B温度 C腐蚀性 D磨损性
A
单选
C
单选
B
单选
B
单选
A
单选
A
单选
D
单选
B
单选
A
单选
A
单选
A
单选
A
单选
A铸铁 B铸钢 C不锈钢 D塑料
A偏心阀 B球阀 C角形阀 D直通双座调节阀
A金属硬阀座 B提高泄漏等级 C采用弹性材料制造的软阀座 D增大执行机构
A偏心阀 B球阀 C角形阀 D直通双座调节阀
34 球阀阀芯具有“V”型和（ ）两种形式。
35
阀芯是调节阀的关键部件，形式多种多样，但一般分为两大 类，即直行程阀芯和（ ）。
36
凸轮挠曲阀通常也叫偏心旋转阀，其流通比大，适用于高粘 度或（ ）的介质流量调节。
37 三通调节阀流通方式有两种即（ ）。
38
气动活塞式执行机构适用于大口径、高静压、（ ）的场 合。
64
调节阀的流量系数与阀芯和阀座的结构、阀前阀后压差、（ ）等因素有关。
65
气体是可压缩流体，在计算流量系数时，需要对可压缩效应 进行（ ）。
66
计算蒸汽介质流量系数时，流量采用质量流量，密度采用( )温度、压力下的密度。
调节阀的流量特性、流量调节及调节范围问题解析
当前，调节阀被广泛的应用于电站行业，尤其是在锅炉系统中更为常见。
例如：锅炉旁路系统、主给水系统、减温水系统等。
并且调节阀性能的好坏直接影响着整个系统的运转，因此，合理的设计及选取调节阀对于整个系统的安全性、稳定性、经济性和可靠性有着十分重要的作用。
随着电站行业的迅速发展，对调节阀的要求也越来越高，调节阀往往要在一个较大的流量范围内高度精确地调节或控制流体的流动，并且能根据阀杆的规定运动方式预计流量。
因此，流量调节、调节范围及调节特性是设计及选取调节阀时所必须考虑的因素。
一、流量特性调节阀的流量特性是指介质流过调节阀的流量与阀瓣升程值之间的关系。
通常用流量与阀杆位置或升程的关系曲线表示。
在实际工况中，由于多种因素的影响，通过阀门的流量可能随压降而变化。
为了便于分析，我们先假定阀门的压降不变，然后再引申到真实情况进行分析，前者称为阀门固有流量特性，后者称为阀门工作流量特性。
1、固有流量特性我们经常用到的固有流量特性主要有直线、等百分比（对数）、抛物线及快开特性。
图3为这4种流量特性的关系曲线图，图4为不同流量特性的阀瓣形状。
图3 理想的固有流量特性图4 不同流量特性的阀瓣形状直线流量特性是指调节阀的相对流量与阀杆相对位移成直线关系，即单位位移变化所引起的流量变化是常数。
具有此特性的阀门在开度小时流量相对变化大，灵敏度高，不易控制，甚至发生振荡；而在开度大时，流量相对变化值小，调节缓慢，不够及时。
等百分比流量特性也称为对数流量特性，它是指阀杆单位相对位移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。
在小开度时，调节平稳缓和；在大开度时，调节灵敏有效，从图3可看出，等百分比特性在直线特性下方，因此，在同一位移时，直线阀通过的流量要比等百分比大。
抛物线流量特性是指阀杆单位位移的变化所引起的相对流量变化与此点的相对流量值的平方根成正比关系，它介于直线特性与等百分比特性之间，相对来说此特性应用较少。
快开特性在开度较小时就有较大的流量，随开度的增大，流量很快达到最大；此后再增加开度，流量变化很小。
《过程控制与自动化仪表（第2版）》课后答案1（精）
第一章绪论2.（1）解：图为液位控制系统，由储水箱（被控过程）、液位检测器（测量变送器）、液位控制器、调节阀组成的反馈控制系统，为了达到对水箱液位进行控制的目的，对液位进行检测，经过液位控制器来控制调节阀，从而调节系统框图如下：q1（流量）来实现液位控制的作用。
控制器输入输出分别为：设定值与反馈值之差e t、控制量u t；执行器输入输出分别为：控制量u t、操作变量q1 t；被控对象的输入输出为：操作变量q1 t、扰动量q2 t，被控量 h；所用仪表为：控制器（例如 PID 控制器）、调节阀、液位测量变送器。
2.（4）解：控制系统框图：蒸汽流量变化被控参数：汽包水位控制参数：上水流量干扰参数：蒸汽流量变化第二章过程参数的检测与变送1.（1）答：在过程控制中，过程控制仪表：调节器、电/气转换器、执行器、安全栅等。
调节器选电动的因为电源的问题容易解决，作用距离长，一般情况下不受限制；调节精度高，还可以实现微机化。
执行器多数是气动的，因为执行器直接与控制介质接触，常常在高温、高压、深冷、高粘度、易结晶、闪蒸、汽蚀、易爆等恶劣条件下工作，选气动的执行器就没有电压电流信号，不会产生火花，这样可以保证安全生产和避免严重事故的发生。
气动仪表的输入输出模拟信号统一使用 0.02~0.1MPa 的模拟气压信号。
电动仪表的输入输出模拟信号有直流电流、直流电压、交流电流和交流电压四种。
各国都以直流电流和直流电压作为统一标准信号。
过程控制系统的模拟直流电流信号为 4~20mA DC，负载250 ；模拟直流电压信号为 1~5V DC。
1.（2）解：由式 1KC100%可得: K C 1 1 4 dt 3mA 20 比例积分作用下 u可由下式计算得出： u Kc e t T I u u u(0) 3mA 6mA 9mA 经过 4min 后调节器的输出 9mA.2.（5）解：调节器选气开型。
当出现故障导致控制信号中断时，执行器处于关闭状态，停止加热，使设备不致因温度过高而发生事故或危险。
控制系统与控制阀部分
控制系统与控制阀部分问题:6. 阀门关不死,可能是由于()。
A、阀芯密封面损坏B、阀芯脱落C、阀杆损坏问题:11. 某工况安装一调节阀用来保证系统压力,当压力高于某值时打开,否则关闭。
此时该调节阀应选择()。
A、球阀B、双座调节阀C、笼式阀问题:19. 比值控制系统中,一般以()为主流量。
aA、不可控物料B、可控物料C、由工艺方案确定定问题:20. 自动控制系统按()来分类,可以分为温度、压力、流量、液位、转速等控制系统。
A、操纵变量B、被控变量C、控制规律问题:21. 活塞式齿轮齿条执行机构一般和()配合使用。
A、单座阀B、双座阀C、旋转阀问题:22. 笼式阀的可调比大、振动小、不平衡力小、()互换性好,可得到不同的流量特性。
A、阀芯B、套筒C、阀内件问题:30. 调节阀经常在小开度工作时,应选用()流量特性。
A、直线B、等百分比C、快开问题:31. 气动阀门定位器是按()原理工作的。
A、负反馈B、杠杆C、力矩/位移平衡问题:32. 电气阀门定位器是按()原理工作的。
A、负反馈B、杠杆C、力矩平衡问题:33. 在dcs的结构中,用于控制功能组态和系统维护的是()。
A、工程师站B、控制站C、操作站问题:34. 集散控制系统的特点是()。
A、危险彻底分散B、相对分散C、分散管理问题:38. 操作变量的选择时注意,操作变量应该是()。
aA、可控的B、可测的C、相关的问题:39. 密封性能不好的阀门是()。
cA、球阀B、直通单座调节阀C、蝶阀问题:40. 当电动执行机构的不灵敏区太小时,执行机构将出现()。
cA、实际定位与信号不符B、停止C、震荡问题:41. 在蒸汽总管上安装一台疏水器应在末端或()。
cA、最高B、中间C、最低问题:49. 自动控制系统按()来分类,可以分为比例、比例积分、比例微分、比例积分微分等控制系统。
bA、操纵变量B、被控变量C、控制规律问题:50. 球阀阀芯具有“v”型和()两种形式。
过程控制与自动化仪表(第3版) 第3章 思考题与习题
3） S 1 ~ S 2 为自动、软手动、硬手动联动切换开关。 （4）图 3‐1 所示输入电路的输入/输出关系为Vo 1 2(Vs Vi )，试问：推导这一关系 的假设条件有哪些？当输入导线电阻不可忽略时，还有上述关系吗？请证明你的结论。
图 3-1 输入电路图
答： 假设运算放大器是理想的即输入阻抗无穷大，T 点和 F 点同电位， VT V F 。 当输入导线电阻不可忽略时： 1 VF V01 VB Vi -VF 0 VF 2 （3-2） Rr Rr Rr 0-VT VS VT VT VB （3‐3） Rr Rr Rr
图 3-2 加法运算的实现过程
加法运算程序为 LD X 1 ；读取 X 1 数据 LD X 2 ；读取 X 2 数据 + ；对 X 1 、 X 2 求和 ST Y1 ；将结果存入 Y1 ； END ；运算结束 （9）执行器由哪几部分组成？它在过程控制中起什么作用？常用的电动执行器与气 动执行器有何特点？
q V A 0
2g (p1 p 2 ) r
（3-4）
式中， 为流量系数，它取决于调节阀的结构形状和流体流动状况，可从有关手册查 A 阅或由实验确定； 0 为调节阀接管截面积； g 为重力加速度； r 为流体重度。 （15）什么是调节阀的流量特性？调节阀的理想流量特性有哪几种？它们各是怎样 定义的？调节阀的工作流量特性与阻力系数有关， 而阻力系数又是怎样定义的？它的大小 对流量特性有何影响？ 答： 1）理想流量特性：在调节阀前后压差固定的情况下得出的流量特性称为固有流量特 性，也叫理想流量特性。 2）常用理想流量特性：直线流量特性、等百分比（对数）流量特性、快开特性。 3）直线流量特性是指流过调节阀的相对流量与阀门的相对开度成直线关系。等百分 比流量特性是指单位行程变化所引起的相对流量变化与该点的相对流量成正比关系。 快开
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电动球阀
从上图的曲线图不难看出 单座阀的流量变化是最快的，在开度 1%就开始有流量变化； 固定球球阀在 3%才开始有流量变化； 浮动球球阀流量变化最慢，开度在 10%才有流量变化。 这是为什么呢？ 阀体结构直接决定了调节阀流量特性，单座阀属于直行程的阀门，阀杆上下运行，压 盖式密封，开启 1%流道就会有流量。当然在密封性上面，相对固定球球阀和浮动球球阀比较 差。 固定球球阀的阀芯与阀杆是焊接固定半球结构，阀芯旋转到 3%V 形槽才露出，产生流 量。 浮动球球阀的阀芯与阀杆是机械拼接， 阀芯旋转 10%阀芯的 V 形槽才露出， 产生流量。 浮动球球阀和固定球球阀都是角行程的阀门作 0-90 度或 0-360 度旋转运动，阀芯为 球阀，其中浮动球球阀更是双面球形密封，阀芯与密封面是面接触，密封强度远远高于直行 程阀门。 选型要点： 阀体结构直接决定了调节阀流量特性，如果在小开度的时候就想得到精确的控制，在 选型的时候一定要考虑到以上这些因素。
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电动球阀
常用调节阀在小开度时的流量变化
球阀阀芯是一侧为凹型的球阀，阀芯在旋转的时候与密封面接触，使流量通过球型阀 芯的开度得到精密封控制。阀体结构确定了阀流量变化。 说到这，你肯定在想，这是为什么呢？下面跟大家分享一下常用调节阀在小开度时的 流量变化。