调节阀的系统参数及其流量特性探析
调节阀的4种流量特性
调节阀的4种流量特性
1正逆行阀特性
正逆行阀特性是调节阀中最常见的流量特性，即调节阀的阀板由可调座在正、反两个方位转换。
随着阀板的移动，流量的增减空间是不断在正反之间变化的，最终达到设定的流量值。
正逆行阀的优势是，抗压力能力高，密封性好，动作健壮，结构简单，噪音小，前后行程最大化，但精度低，斜度梯形典型，处理流量噪音变化较大。
2双调节特性
双调节特性是指调节阀内部有两个独立行程空间，根据需要可以任意调节，从而让阀板呈现一个平滑的斜列面，流量曲线是多项式拟合的。
双调节特性的优势是控制的动作精度高，具有优异的空载性能和可控制性，流量响应迅速精准，过程变化具有很好的稳定性，但处理能力不足。
3耦合形态特性
耦合形态特性是指流量及阀板间运动耦合关系，结合正反行程和双调节空间特性，使流量曲线看起来像是拉扯。
耦合形态特性的优势是控制变比更大、流量控制可控性和稳定性更好以及噪音控制更出色，但回归特性较差。
4多阶梯形特性
多阶梯形特性是最复杂的阀板的移动特性，它是不同的阶梯组合在一起，通过多段流量曲线改善流量响应。
多阶梯形特性的优势是具有良好的抗压能力、可适应高温高压的环境，可实现优化的流量控制，控制响应快，精准，但设计和生产难度大，价格略高。
以上就是调节阀的4种流量特性，不同特性有着不同的优势和缺点，可以根据实际需要选择不同的流量特性来满足用户的需要。
调节阀流量特性控制分析
调节阀流量特性控制分析发布:kqvalves14Oct1 调节阀的流量特性众所周知，调节阀是自动控制中直接与流体相接触的执行器。
对热工对象来说，其控制流体（往往是水）的流量和压力，关系着生产过程、空气调节等自动化的技术目标的实现。
正确选取调节阀的结构形式、流量特性和产品规格，对于自控系统的稳定性、经济合理性有十分重要的作用。
常用的调节阀有座式和蝶阀两类。
随着生产技术的发展，调节阀的结构型式越来越多，调节阀结构型式的选择主要是根据工艺参数（温度、压力、流量）、介质性质（粘度、腐蚀性、毒性、杂质状况）以及调节系统的要求（可调节比、噪音、泄漏量）综合考虑来确定。
一般情况下，应首选普通单、双座阀和套筒阀。
因为此类调节阀结构简单，阀芯形状易于加工，比较经济；或根据具体的特殊要求选择相应结构形式的调节阀。
结构型式确定以后，调节阀的具体规格关系到阀的流量特性是否与系统特性相匹配，关系到系统是否稳定性高、经济性好。
调节阀的流量特性，是指流体流过调节阀的相对流量与调节阀的相对开度之间的关系。
易推知，相对流量与相对开度成正相关，即阀门通道越小，相对开度越小，相对流量越小；阀门通道越大，相对开度越大，相对流量越大。
阀门通道为零时，这时流量为零，即阀门关闭。
由流体力学可知，通过阀门的流量与阀门前后的压差成正相关的关系，即：式中：Q指通过阀门的流量；ΔP是指阀门前后形成的压差；K是指系数。
压差往往是由阀门开度（阀芯的位移L）所形成的流体通道决定，开度越小，相对开度越小，阀门前后压差越大；开度越大，相对开度越大，阀门前后的压差越小。
可以说，通过调节阀的流量大小不仅与阀的开度有关，而且和阀前后的压差有关。
工作中的调节阀，当阀的开度改变时，不仅流量发生了变化，阀前后压差也发生了变化。
为了便于讨论，先假定阀前后压差一定，即先讨论理想流量特性，然后再考虑调节阀在管路中的实际情况，即讨论工作流量特性。
2 理想流量特性理想流量特性是在阀前后压差固定的情况下得到的流量特性，它决定于阀芯的形状，因此也称之为结构特性。
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。
调节阀的选择及流量特性分析
调节阀的选择及流量特性分析作者：刘宇来源：《科学与技术》2018年第13期摘要：调节阀是自动控制系统中常用的执行器，用来完成被控对象流量的调节。
正确地选择调节阀，是调节系统控制品质的保证。
就调节阀的组成分类、流量特性进行了详细描述，并给出调节阀的选择方法和应注意的问题。
关键词：调节阀；流量特性选择调节阀是自动控制系统中常用的执行器，是自动控制的终端主控元件，直接控制被测介质的输送量。
调节阀由执行机构和调节机构组成，接受调节器或计算机的控制信号，用来改变被控介质的流量，使被调参数维持在所要求的范围内，从而达到过程控制的自动化。
在自动控制领域中，控制过程是否平稳直接取决于调节阀能否准确动作，使过程控制体现为物料能量和流量精确变化。
所以，要根据不同的需要选择不同的调节阀。
选择恰当的调节阀是管路设计的主要问题，也是保证调节系统安全和平稳运行的关键。
1选择调节阀性能1.1 工作原理根据流体力学可知，调节阀是一個局部阻力可以变化的节流元件。
对不可压缩流体，调节阀的流量可表示为Q= （1）式中Q-调节阀某一开度的流量，mm3/sP1-调节阀进口压力，MPaP2-调节阀出口压力，MPaA-节流截面积，mm2ξ-调节阀阻力系数ρ-流体密度，kg/mm3由式（1）可知，当A一定，ΔP=P1-P2也阻力系数ξ愈大，流量愈小。
而阻力系数ξ则与阀的结构和开度有关。
所以调节器输出信号控制阀门的开或关，可改变阀的阻力系数，从而改变被调介质的流量。
1.2 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 = （2）式中 Qmax———调节阀全开时流量，mm3/sL———调节阀某一开度的行程，mmLmax———调节阀全开时行程，mm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。
调节阀的系统参数及其流量特性探析
调节阀的系统参数及其流量特性探析【摘要】调节阀又称“控制阀”，是工艺管路中最终的控制元件，是过程控制系统中用动力操作去改变流体流量的装置，主要用于调节工业自动化过程控制领域中的介质流量、压力、温度、液位等工艺参数。
【关键词】调节阀；系统参数；流量特性；流动阻力；水头损失；自动控制0 引言调节阀与工业生产过程控制的发展同步进行，为提高控制系统的控制品质，对组成控制系统各组成环节提出了更高要求。
例如，对检测元件和变送器要求有更高的检测和变送精确度，要有更快的响应和更高的数据稳定性；对调节阀等执行器要求有更小的死区和摩擦，有更好的复现性和更短的响应时间，并能够提供补偿对象非线性的流量特性等。
同时，由于工业生产过程的大型化和精细化，对调节阀等也提出了更高要求。
1 调节阀的系统参数1.1 调节阀的流量系数流量系数表示流体流经阀门产生单位压力损失时流体的流量，是衡量阀门流通能力的指标。
由于单位的不同，流量系数有不同的代号和量值。
采用国际单位制时，流量系数用Kv表示。
流量系数Kv的定义为：调节阀两端压差为0.1MPa时，温度为278K-313K（5℃-40℃）的水每小时流经调节阀的立方米数，以m3/h表示。
流量系数随阀门尺寸、形式及结构而变化，该系数值越大说明流体流过阀门时的压力损失越小。
调节阀的流量系数Kv值，是调节阀的重要参数，它反映调节阀通过流体的能力，也就是调节阀的容量。
根据调节阀流量系数Kv的计算，就可以确定选择调节阀的口径。
1.2 阻力系数流体通过弯管和截面突变的地方时，会有扰动、搅拌，形成气穴、漩涡和尾流，或使流体质点相互撞击，产生较大的能量损耗。
可以认为，调节阀体腔内的每个元件都可以看作为一个产生阻力的元件系统（流体转弯、扩大、缩小、再转弯等），调节阀内的阻力损失等于调节阀各个元件阻力损失的总和。
调节阀的阻力系数就是表征调节阀对流体产生的阻力损失大小的量，该系数取决于阀门产品的尺寸、结构以及内腔形状等。
调节阀的流量特性汇总
图4-24 串联管道时调节阀的工作流量特性（以Q100作参比值） （a）直线流量特性； （b）等百分比流量特性 Q100表示存在管道阻力时调节阀的全开流量， 称作以Q/Q100为参比的调节阀的相对流量，
直通调节阀的串联工作流量特性-实际可调比
Qmax Rr Qmin C max C min p1 min p1 min r R p1 max p1 max r
Q d Qmax Q =K l Qmax d lmax
（3）快开流量特性
快开流量特性是在调节阀的行程比较小时，流量就比较 大，随着行程的增大，流量很快就达到最大，因此称快 开特性。
（4）抛物线流量特性
流量特性曲线是一条抛物线，介于直线特性曲线和等百 分比特性曲线之间
（5）三通调节阀的流量特性
工作流量特性
p1min p1min p1min S p p1 p2 p1max
Rr R S
Q100
直通调节阀的并联工作流量特性
Q100 ：表示调节阀全开时的通过调节阀的流量
Q max ：表示总管最大流量
Q100 x Qmax
：表示旁路的程度
Q100
直通调节阀的并联工作流量特性
第四节 调节阀的流量特性
流量特性的定义
调节阀的流量特性，是指介质流过调节阀的相对流量与 调节阀的相对开度之lmax
Q ：相对流量，即调节某一开度下的流量与全开流量之比 Q max
l lmax
：相对开度，即调节阀某一开度下的行程与全开时行程之比
理想流量特性
所谓调节阀的工作流量特性是指调节 阀在前后压差随负荷变化的工作条件 下，调节阀的相对开度与相对流量之 间的关系。
直通调节阀的串联工作流量特性
调节阀流量特性分析及应用选型
调节阀流量特性分析及应用选型在进行工业生产活动的时候，我们常会用到调节阀，它的具体意义是结合调节设备释放的信息来开展活动。
标签：调节阀；特性分析；选择1 概述对于自动控制体系来讲，调节阀是使用频率非常多的一项执行元件。
要想得知其控制步骤是不是稳定的，关键要分析该阀门的运行是不是精准，确保过程控制体现为物料能量和流量的精确变化。
因此，要切实的结合规定来选取不一样的阀。
选取有效的阀是当前管线设计中的关键内容，同时还是确保体系稳定运作的重要要素。
它是自控体系中非常关键的组成要素。
它的选取是不是合理的，关乎到总的体系的控制品质，关乎到生产产品品质。
不过，当前的自控体系很多时候无法有效的运作，关键是因为其选择不合理而导致的。
所以，只有积极的选取有效的阀，才能够保证运作有效，相关工作者要高度的关注该项内容。
它体现的内容一般是表现在它的的活动特性以及构造的指数中。
在这些数值中，流通的水平是最为关键的要素，其大小会关乎到阀门的荣觉，其是设计选型里非常关键的指数。
所以，在选取的时候要综合的分析如上的一些干扰要素。
笔者结合自身长久的活动知识，分析了其在选取的时候要关注的内容。
2 关于其组成要素2.1 执行机构结合驱动的形式，可以分成三类，分别是气动的以及电动，液动三类。
对于第一种来讲，它的结构非常的简单，而且活动稳定，性能很好，价位也不高，便于维护，具有防火等的优势，在很多的控制体系之中都有使用。
对于第二类来讲，虽说它对于防火以及防爆等没有优势，不过它的好处在于驱动电源能有效的获取，同时信号的传递速率非常快，能在较远的距离之中传递，規模不大，活动稳定性高，维护简便，价位不是很高。
对于第三类来讲，它的推力非常高，而且调节的精度也很好，方便在较远的距离之中传递，规模不大，动作稳定，不过因为它的规模很大，工艺也很繁琐，所以很少会使用。
对于执行部件来讲，不管是何种种类的，它的输出力均是用阿里应对有效力的。
所以，为了确保阀门的活动有序，要保证使用的执行机构具有非常好的输出性能来应对面对的力，进而确保封闭性好。
调节阀及其流量特性介绍
调节阀及其流量特性介绍调节阀用于调节介质的流量、压力和液位。
根据调节部位信号，自动控制阀门的开度，从而达到介质流量、压力和液位的调节。
调节阀分电动调节阀、气动调节阀和液动调节阀等。
本手册主要介绍电动调节阀和气动调节阀两种。
调节阀由电动执行机构或气动执行机构和调节阀两部分组成。
调节并通常分为直通单座式和直通双座式两种，后者具有流通能力大、不平衡办小和操作稳定的特点，所以通常特别适用于大流量、高压降和泄漏少的场合。
流通能力Cv是选择调节阀的主要参数之一，调节阀的流通能力的定义为：当调节阀全开时，阀两端压差为0.1MPa，流体密度为1g/cm3时，每小时流径调节阀的流量数，称为流通能力，也称流量系数，以Cv表示，单位为t/h，液体的Cv值按下式计算。
根据流通能力Cv值大小查表，就可以确定调节阀的公称通径DN。
调节阀的流量特性，是在阀两端压差保持恒定的条件下，介质流经调节阀的相对流量与它的开度之间关系。
调节阀的流量特性有线性特性，等百分比特性及抛物线特性三种。
三种注量特性的意义如下：（1）等百分比特性（对数）等百分比特性的相对行程和相对流量不成直线关系，在行程的每一点上单位行程变化所引起的流量的变化与此点的流量成正比，流量变化的百分比是相等的。
所以它的优点是流量小时，流量变化小，流量大时，则流量变化大，也就是在不同开度上，具有相同的调节精度。
（2）线性特性（线性）线性特性的相对行程和相对流量成直线关系。
单位行程的变化所引起的流量变化是不变的。
流量大时，流量相对值变化小，流量小时，则流量相对值变化大。
（3）抛物线特性流量按行程的二方成比例变化，大体具有线性和等百分比特性的中间特性。
从上述三种特性的分析可以看出，就其调节性能上讲，以等百分比特性为最优，其调节稳定，调节性能好。
而抛物线特性又比线性特性的调节性能好，可根据使用场合的要求不同，挑选其中任何一种流量特性.等百分比特性（对数）等百分比特性的相对行程和相对流量不成直线关系，在行程的每一点上单位行程变化所引起的流量的变化与此点的流量成正比，流量变化的百分比是相等的。
调节阀流量特性控制分析(串并联调节阀)
调节阀流量特性控制分析薛永飞(河南纺织高等专科学校,河南郑州450007)摘 要:介绍了调节阀的流量基本知识,从控制理论的角度,分析了调节阀的理想流量特性、工作流量特性和系统稳定性,指出了在热工领域内应用调节阀时的一些注意事项。
关键词:理想流量特性;工作流量特性;系统稳定中图分类号:TV831.4 文献标识码:B 文章编号:100828385(2003)022*******Ξ1 调节阀的流量特性众所周知,调节阀是自动控制中直接与流体相接触的执行器。
对热工对象来说,其控制流体(往往是水)的流量和压力,关系着生产过程、空气调节等自动化的技术目标的实现。
正确选取调节阀的结构形式、流量特性和产品规格,对于自控系统的稳定性、经济合理性有十分重要的作用。
常用的调节阀有座式和蝶阀两类。
随着生产技术的发展,调节阀的结构型式越来越多,调节阀结构型式的选择主要是根据工艺参数(温度、压力、流量)、介质性质(粘度、腐蚀性、毒性、杂质状况)以及调节系统的要求(可调节比、噪音、泄漏量)综合考虑来确定。
一般情况下,应首选普通单、双座阀和套筒阀。
因为此类调节阀结构简单,阀芯形状易于加工,比较经济;或根据具体的特殊要求选择相应结构形式的调节阀。
结构型式确定以后,调节阀的具体规格关系到阀的流量特性是否与系统特性相匹配,关系到系统是否稳定性高、经济性好。
调节阀的流量特性,是指流体流过调节阀的相对流量与调节阀的相对开度之间的关系。
易推知,相对流量与相对开度成正相关,即阀门通道越小,相对开度越小,相对流量越小;阀门通道越大,相对开度越大,相对流量越大。
阀门通道为零时,这时流量为零,即阀门关闭。
由流体力学可知,通过阀门的流量与阀门前后的压差成正相关的关系,即:Q=K△P 式中:Q指通过阀门的流量;∃P是指阀门前后形成的压差;K是指系数。
压差往往是由阀门开度(阀芯的位移L)所形成的流体通道决定,开度越小,相对开度越小,阀门前后压差越大;开度越大,相对开度越大,阀门前后的压差越小。
浅谈调节阀的流量调节、调节范围及流量特性
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 、 节 调 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 。
为了在适 当的范 围内调节流量 ， 在设 计或 ①
选 型 调节 阀时 ， 量 系数应 该 留有 一定 的裕 量 ， 流 以
持必要调节的能力的一个参数 ， 调节范 围的大小
也 可用 可调 比来 表示 ， 节 阀 的 可调 比就 是 调 节 调
阀所能控制的最大流量与最小流量之 比。若以 Ｒ
来表 示 ， Ｒ＝Ｑ Ｑ ｉ 最 小 流 量 Ｑ ｉ 指 可 调 则 一／ ， 是 流量 的下 限值 ， 它与 泄漏 量是 不 同的 。 阀 门的可调 比取 决 于 阀 门类 别 、 门增 益 和 阀 阀 门调节元 件 的特 性 。例 如 ： 座 阀 、 座 阀 、 单 双 蝶 阀 、 球 阀 ， 小 可调 流 量 系数 被 认 为是 ， 此 系 或 最 在 数 下 ， 门的增 益 显著 地 大 于 由阀瓣 特性 决 定 的 阀
Ｚｈ ｎ ｎ ｌ ， ａ ｇ Ｘｉ ｗ ｉ ｅ ｇ Ｈｏ ｇ ｉ Ｐ ｎ ｕ ｅ
（ ａｂｎＨ Ｃ Ｖ ｌｅＣ ． ｔ ， ａｂｎ１ ０ ４ Ｃ ｉａ Ｈ ｒｉ Ｂ ａ ｏ Ｌｄ Ｈ ｒｉ ５ ０ ６， ｈｎ ） ｖ
Ａｂｓｒ ｔ Ａｃ ｏ ｄ ｎｇ ｔ ｎａｙ ｉ ｆ ｆｏ ｒ ｇ ｌｔｎ ， ｏ ｒ ｎ ｅ ａ ｄ ｆｏ ｃ ａ ａ ｔｒｓｉ ｏ ｏ ｅ ｏ ｔ ａｃ ： ｃ ｒ ｉ ｏ ａ ｌ ｓｓ ｏ ｗ ｅ ｕ ａｉ ｇ ｆ ｗ ａ ｇ ｎ ｗ ｈ ｒ ｃ ｅ ｔｃ ｆ ｒ ｃ ｎ ｒｌ ｌ ｌ ｌ ｉ ｖ ｖ ｌ ａ ｅ，ｔ ｅ ａ ｔｌ ｎ ｒ ｄ ｃ ｓ ｓ ｍｅ ｆ ｃｏ ｓ ｗｈ ｃ ｈ ｒｉｅ ｉ ｔｏ ｕ ｅ ｏ ａ ｔ ｒ ｉ ｈ ｍｕｓ ｅ ｃ ｎ ｉ ｅ ｅ ｕ ｎｇ ｔ ｅ ｃ ｏ ｓ ｎ ｅ ｉｎ ｏ ｔ ｂ ｏ ｓｄ ｒ ｄ ｄ ｒ ｈ ｈ ｏ ｅ ａ ｄ ｄ ｓｇ ｆ ｉ ｃ ｎ ｒｌｖ ｌ ｅ ｏ ｔｏ ａｖ ．
调节阀的流量特性
调节阀的流量特性、流通能力的计算与选择摘要：企业的能源计量已成为节能减排的重要方式，而流量调节阀作为流量控制中的重要方法，文章详细介绍了调节阀的流量特性，直线特性、等百分比特性及介于两者之间的抛物线特性的流量调节阀的作用及如何选型。
关键词：调节阀；流量特性；流通能力；等百分比特性；直线特性调节阀作为一个执行器将来自控制器的信号，变成控制量作用在对象上。
它是控制系统的重要组成部分，在选择使用时，应和选用传感器、变送器一样，从现有的商品中，选择能满足要求的产品。
下面介绍调节阀的流量特性和口径的计算。
1 调节阀的流量特性及其选择1.1 调节阀的流量特性调节阀的流量特性是指流过调节阀介质的相对流量与调节阀的相对开度之间的关系，即：式中：Q/Q max：相对流量，即调节阀某一开度下的流量与全开流量之比；L/L max：相对开度，即调节阀某一开度下的行程与全开行程之比。
调节阀流量特性是由调节阀阀芯形状决定的。
阀芯形状有柱塞阀和开口阀两类，而每一类都分为直线特性、等百分比特性和抛物线特性。
此外还有平板形的快开特性。
图1 是阀芯形状示意图，图2 是理想流量特性图。
图1 阀芯形状图2 理想流量特性（1）直线特性；（2）等百分比特性；（3）快开特性；（4）抛物线特性所谓理想流量特性是指阀前后压差在流量改变时保持不变条件下，所得到的流量特性，这自然应在实验条件下才能形成恒定的压差。
从图2 可以看出，各流量特性线，当开度为零时，相对流量为3.3%，可知在相对开度为零时为最小流量，且此最小流量与最大流量之比为3.3%，或者说最大流量与最小流量之比为30。
直线流量特性的斜率等于常数，与相对流量值无关；等百分比流量特性的斜率与相对流量成正比；抛物线特性介于直线和等百分比特性之间。
1.2 调节阀流量特性的选择工程所用调节阀的特性有直线特性、等百分比特性及介于两者之间的抛物线特性，此外还有快开特性。
对于直通调节阀可用等百分比特性阀代替抛物线特性阀，而快开特性阀只应用于双位控制和程序控制中。
气动调节阀的流量参数
气动调节阀的流量参数
气动调节阀的流量参数取决于多个因素，包括阀门的类型、阀门尺寸、阀门开度、压力差和流体性质等。
以下是一些常见的流量参数：
1. 流量系数（Cv或Kv）：流量系数是用来表示阀门的流量能力的参数。
它与阀门的设计和开度有关，数值越大表示阀门具有更大的流量能力。
Cv是美国单位制下的流量系数，Kv是国际单位制下的流量系数。
2. 阀门开启度（百分比开度）：阀门开度表示阀门的开启程度，通常以百分比表示。
阀门的开启度越大，流量越大。
3. 压力差（ΔP）：阀门两侧的压力差对阀门的流量有直接影响。
通常情况下，随着压力差增加，流量也会增加。
4. 流体性质：流体的密度、黏度和温度等性质也会影响阀门的流量特性。
不同的流体性质可能导致不同的流量参数。
需要注意的是，具体的流量参数还需结合实际应用情况和流体力学计算等方法进行综合考虑。
此外，不同的厂家和设备可能采用不同的参数和标准，因此在选择和使用气动调节阀时应参考相关的厂家数据和技术规范。
调节阀的流量特性
3.7调节阀的流量特性调节阀的流量特性指介质流过阀门的相对流量与阀门相对开度的关系，是在阀两端压差保持恒定的条件下，介质流经调节阀的相对流量与它的开度之间关系,表达式为，式中max v v q q 为相对流量，L l 为相对开度。
调节阀的流量特性有线性特性，等百分比特性及抛物线特性三种。
三种注量特性的意义如下：（1）等百分比特性（对数)等百分比特性的相对行程和相对流量不成直线关系，在行程的每一点上单位行程变化所引起的流量的变化与此点的流量成正比，流量变化的百分比是相等的。
所以它的优点是流量小时，流量变化小，流量大时，则流量变化大，也就是在不同开度上，具有相同的调节精度。
（2）线性特性（线性）线性特性的相对行程和相对流量成直线关系。
单位行程的变化所引起的流量变化是不变的。
流量大时，流量相对值变化小，流量小时，则流量相对值变化大。
（3）抛物线特性流量按行程的二方成比例变化，大体具有线性和等百分比特性的中间特性。
从上述三种特性的分析可以看出，就其调节性能上讲，以等百分比特性为最优，其调节稳定，调节性能好。
而抛物线特性又比线性特性的调节性能好，可根据使用场合的要求不同，挑选其中任何一种流量特性。
调节阀的流量特性是根据被控对象特性选择的。
直线特性的阀门在小开度工作时，流量相对变化太大，调节作用太强，易产生超调引起振荡；而在大开度时，流量相对变化小，调节太弱，不够及时。
为解决上述问题，希望在任意开度下的流量相对变化不变，产生了对数特性。
由于对数特性的放大系数K随开度增加而增加，因此有利于系统调节。
在小开度时，流量小，流量的变化也小，调节阀放大系数小，调节平稳缓和；在大开度时，流量大，流量的变化也大，调节阀放大系数大，调节灵敏有效。
从图5－1可知，对数特性始终在直线特性的下方，因此，在同一行程时流量比直线特性小。
一般调节液位时使用线性特性代，调节流量使用等百分比多一些。
（注：文档可能无法思考全面，请浏览后下载，供参考。
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。
调节阀流量特性分析及应用选择
调节阀流量特性分析及应用选择1、概述在自动控制系统中，调节阀是其常用的执行器。
控制过程是否平稳取决于调节阀能否准确动作，使过程控制体现为物料能量和流量的精确变化。
所以，要根据不同的需要选择不同的调节阀。
选择恰当的调节阀是管路设计的主要问题，也是保证调节系统安全和平稳运行的关键。
1.1 工作原理根据流体力学可知，调节阀是一个局部阻力可以变化的节流元件。
对不可压缩流体，调节阀的流量可表示为：式中：Q–调节阀某一开度的流量，mm3/sP1–调节阀进口压力，MPaP2–调节阀出口压力，MPaA–节流截面积，mm2ξ–调节阀阻力系数ρ–流体密度，kg/mm3由式（1）可知，当A 一定，ΔP=P1-P2 也恒定时，通过阀的流量 Q 随阻力系数ξ 变化，即阻力系数ξ 愈大，流量愈小。
而阻力系数ξ 则与阀的结构和开度有关。
所以调节器输出信号控制阀门的开或关，可改变阀的阻力系数，从而改变被调介质的流量。
1.2 流向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，mm3/sL—调节阀某一开度的行程，mmLmax–调节阀全开时行程，mm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）。
表1 调节阀 4 种理想流量特性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2、调节阀的选择2.1 流量特性选择流量特性的选择方法有两种，一种是通过流量公式计算法，另一种是在实际工程中总结的经验法。
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。
暖通空调系统两通调节阀的特性分析
暖通空调系统两通调节阀的特性分析首先，我们来了解一下两通调节阀的基本结构和原理。
两通调节阀由阀体、阀芯、阀座、传动机构和执行器组成。
阀体一般为铸铁或不锈钢制成，内部有一个通道用于介质流动。
阀芯为圆柱形，通过旋转来调节流量。
阀座位于阀体内部，是阀芯的密封座，防止介质泄漏。
传动机构可以将操作员的旋转或推拉动作转换为阀芯的旋转运动。
执行器通常由电动机、气动元件或电磁驱动器组成，用于控制传动机构。
两通调节阀的特性可以从以下几个方面进行分析。
1.流量特性：两通调节阀的流量特性通常有等百分比、线性和快开等。
等百分比流量特性适用于需要较大调节范围的系统，例如供暖和通风系统。
线性流量特性适用于需要精确控制流量的系统，例如制冷系统。
快开流量特性适用于需要迅速改变流量的系统，例如液体循环系统。
2.温度特性：两通调节阀的温度特性是指其在不同温度下的流量变化情况。
温度特性通常有快开和平稳变化等。
快开温度特性适用于温度变化较大的系统，例如太阳能系统。
平稳变化温度特性适用于需要稳定温控的系统，例如空调系统。
3.死区特性：死区是指调节阀开始动作和实际流量变化之间的范围，也称为“活动区间”。
两通调节阀的死区特性通常有大死区和小死区等。
大死区特性适用于需要防止小幅度波动造成频繁调节的系统，例如输送系统。
小死区特性适用于需要精确控制的系统，例如加热系统。
4.压降特性：压降是指调节阀前后的压力差。
两通调节阀的压降特性通常有恒定压差和恒定百分比压降等。
恒定压差特性适用于需要稳定压力降的系统，例如工业管道系统。
恒定百分比压降特性适用于需要按照比例调节压力降的系统，例如供暖系统。
综上所述，暖通空调系统中的两通调节阀的特性包括流量特性、温度特性、死区特性和压降特性等。
在选择合适的调节阀时，需要根据具体应用场景和系统要求来确定所需的特性。
合理选择和配置调节阀可提高系统的运行效率和稳定性。
调节阀的特性分析
第二章调节阀的特性分析6.2.1 调节阀的节流原理和流通能力当流体经过调节阀时，由于阀芯、阀座间流通面积的局部缩小，形成局部阻力，使流体在此处产生能量损失，这个损失的大小通常用阀前后的压差来表示。
凋节阀前后管道直径相同，流速相同，根据流体能量守恒原理，可得到流体经过调节阀后的能量损失与调节阀前后的压差关系为：设调节阀开度不变，流体重度不变(不可压缩流体)，则单位重量的流体的能量损失与流体的动能成正比。
即：当调节阀口径一定，即调节阀接管截面积A一定，且P1-P2不变时，阻力系数ζ减小，流量Q则增大，反之ζ增大则Q减小，所以调节阀的工作原理就是由输入信号的大小、改变阀芯的行程，从而改变流通面积达到调节流量的目的。
C称为流通能力，与阀芯、阀座的结构、阀前后的压差、流体性质等因素有关。
必须在规定了—定的条件后，再描述调节阀的流通能力。
我国所用流通能力C的定义为：在调节阀全开，阀前后压差为1kgf／cm2，介质重度为1gf／cm3时，流经调节阀的流量数。
例如：一个C值为32的调节阀就是表示当阀全开，阀前后压差为1kgf／cm2时，每小时能通过的水量为32m3。
6.2.2 调节阀流量特性的定义调节阀的流量特性是指被调介质流过阀门的相对流量与阀门的相对开度之间的关系，即：一般说来，变化调节阀的阀芯与阀座之间的流通面积，就可实现流量的调节。
但实际上由于各种因素的影响，如果在改变节流面积的同时发生阀前后压差的变化，而压差的变化也会引起流量的变化。
为了便于分析，假定阀前后压差为一定值，此时的流量特性称为理想流量特性。
在此基础上引伸到真实情况的研究，这就是工作流量特性。
6.2.3 理想流量特性调节阀在前后压差一定的情况下得到的流量特性称为朋想流量特性。
理想流量特性取决于阀芯的形状，不同阀芯曲面可得到不同的理想流量特性如图6.2—1。
典型的理想流量特性有直线、等百分比(对数)、快开和抛物线四种，特性曲线如图6.2—2。
流量特性
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，很快流量很快达到最大
②一般用于双位调节和程序控制
表1调节阀4种理想流量特性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小开度时流量变化大而大开度时流量变化小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单位行程变化引起流量变化的百分率是相等的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
- 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)。
调节阀的系统参数及其流量特性探析
作者：罗伟
来源：《科技视界》2012年第30期
【摘要】调节阀又称“控制阀”，是工艺管路中最终的控制元件，是过程控制系统中用动力操作去改变流体流量的装置，主要用于调节工业自动化过程控制领域中的介质流量、压力、温度、液位等工艺参数。
【关键词】调节阀；系统参数；流量特性；流动阻力；水头损失；自动控制
0 引言
调节阀与工业生产过程控制的发展同步进行，为提高控制系统的控制品质，对组成控制系统各组成环节提出了更高要求。
例如，对检测元件和变送器要求有更高的检测和变送精确度，要有更快的响应和更高的数据稳定性；对调节阀等执行器要求有更小的死区和摩擦，有更好的复现性和更短的响应时间，并能够提供补偿对象非线性的流量特性等。
同时，由于工业生产过程的大型化和精细化，对调节阀等也提出了更高要求。
1 调节阀的系统参数
1.1 调节阀的流量系数
流量系数表示流体流经阀门产生单位压力损失时流体的流量，是衡量阀门流通能力的指标。
由于单位的不同，流量系数有不同的代号和量值。
采用国际单位制时，流量系数用Kv表示。
流量系数Kv的定义为：调节阀两端压差为0.1MPa时，温度为278K-313K（5℃-40℃）的水每小时流经调节阀的立方米数，以m3/h表示。
流量系数随阀门尺寸、形式及结构而变化，该系数值越大说明流体流过阀门时的压力损失越小。
调节阀的流量系数Kv值，是调节阀的重要参数，它反映调节阀通过流体的能力，也就是调节阀的容量。
根据调节阀流量系数Kv的计算，就可以确定选择调节阀的口径。
1.2 阻力系数
流体通过弯管和截面突变的地方时，会有扰动、搅拌，形成气穴、漩涡和尾流，或使流体质点相互撞击，产生较大的能量损耗。
可以认为，调节阀体腔内的每个元件都可以看作为一个产生阻力的元件系统（流体转弯、扩大、缩小、再转弯等），调节阀内的阻力损失等于调节阀各个元件阻力损失的总和。
调节阀的阻力系数就是表征调节阀对流体产生的阻力损失大小的
量，该系数取决于阀门产品的尺寸、结构以及内腔形状等。
流体通过阀门时，其流体阻力损失通常以阀门前后的流体压力降△p表示，即△p=ξρv2/2。
1.3 压力恢复系数
图1 流体通过调节阀时压力和流速的变化
在建立流量的计算公式时，为了简化计算，将调节阀模拟为节流孔板来推导公式，没有考虑阀门结构对流量的影响，认为当流体流过调节阀时压力由阀前压力p1直接变化到阀后压力p2，而实际上当流体流过时的压力变化如图1所示。
由图1可知在阀芯、阀座处由于节流作用而在附近的下游处产生一个缩流，其流体的流速最大，但静压最小。
在远离缩流处，随着阀内的流通面积的增大，流体的流速减小，由于相互摩擦，部分能量转变成内能，大部分静压被恢复，形成了阀门压差如。
换言之，流体在节流处的压力急剧下降，并在其后的节流通道中逐渐恢复，但己经不能恢复到原来的p1值。
这便是压力恢复现象。
压力恢复系数FL表示调节阀内部流体流经缩流处后，动能转换为静压的恢复能力。
FL值是阀体内部几何形状的函数，各种阀门因结构不同，其压力恢复能力和压力恢复系数也不相同。
一般，FL=0.5-0.98。
压力恢复系数FL越小，表示该调节阀流路设计好，流动阻力小，其压力恢复能力也越好，即经缩流后，静压能够恢复到接近进口压力，这类阀门被称为高压力恢复阀，如球阀、蝶阀等。
压力恢复系数FL调节阀越大，表示该阀门流路复杂、流阻大、摩擦损失大、进口压力经调节阀后的降低大，因此，压力恢复能力差，被称为低压力恢复阀，如单座阀、双座阀等。
2 闪蒸、空化及其影响
在调节阀内流动的液体，常常出现闪蒸和空化两种现象。
如图1所示，当压力为P1的液体流经调节阀节流处时，流速突然急剧增加，而静压力骤然下降，当阀后压力P2达到或者低于该流体所在情况下的饱和蒸汽压时，部分液体就汽化成气体，形成气液两相共存的现象，这种现象称为闪蒸。
闪蒸造成气液两相流，气体与液体同时流过阀芯和下游管道，造成冲刷，其特点是阀芯呈现平滑抛光的外形。
可见产生闪蒸时，对阀芯、阀座材料己开始有侵蚀破坏作用；并且闪蒸也影响液体流量计算公式的正确性，使计算复杂化。
如果产生闪蒸之后，P2不是保持在饱和蒸汽压以下，而是在离开节流处之后又骤然上升，这时气泡产生破裂并转化为液态，这个过程即为空化作用。
由此可见，空化作用是一种两阶段现象，第一个阶段，是液体内部形成空腔或气泡，即闪蒸阶段；第二个阶段，是这些气泡的破裂，即空化阶段。
空化作用会使调节阀产生阻塞流和汽蚀。
许多气泡集中在阀的节流孔后，阻碍流体的流动，自然影响了流量的增加，产生了阻塞情况。
3 调节阀的流量特性
3.1 理想可调比
调节阀前后压差保持不变时的可调比，称为理想可调比，其计算公式为
R=Qmax/Qmin=Kv max/Kv min。
可以看出，理想可调比等于Kv max（最大流量系数）与Kv min（最小流量系数）之比。
它反映了调节阀调节能力的大小。
如果单从自控角度考虑，希望可调比越大越好，但由于受到调节阀阀瓣结构设计和加工工艺的限制，Kv min不能太小，一般国内设计取R=30或R=50。
3.2 流量特性
调节阀的流量特性是指介质流过阀门的相对流量与相对位移（阀门的相对开度）之间的关系。
用数学的表达数表示Q/Qmin=f（l/L），式中Q/Qmax为相对流量，即调节阀在某一开度时流量Q与全开流量Qmax之比； l/L为相对位移，即调节阀在某一开度时阀芯位移l与全开位移L之比。
通常来说，改变调节阀的阀芯与阀座之间的流通截面积，便可控制流量。
但在实际工况中，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，设定阀门的压降不变，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。
3.2.1 固有流量特性
阀门的固有流量特性指的是在阀前、阀后压差保持不变时，介质流过阀门的相对流量与相对位移（阀门的相对开度）之间的关系。
阀门的固有流量特性不同于结构特性（阀的结构特性是指阀芯位移与流体通过的截面积之间的关系，不考虑压差的影响，纯粹由阀芯大小和几何形状决定）。
3.2.2 工作流量特性
在实际生产过程中，阀门的压差总是变化的，这时流量特性称为工作流量特性。
因为调节阀往往和工艺设备、管道等串联或并联适用，流量因阻力损失的变化而变化，在实际工作中因阀门前后压差的变化而使理想流量特性畸变成工作特性。
3.2.3 流量特性的选择准则
生产过程中常用的调节阀的理想流量特性有直线、等百分比和快开三种。
抛物线流量特性介于直线与百分比之间，一般可用等百分比来代替，而快开特性主要用于二位调节及程序控制中。
因此，调节阀的特性选择实际上是指如何选择直线和等百分比流量特性。
调节阀流量特性的选择可以通过理论计算，但使用的方法和方程都很复杂，而且由于干扰的不同，高阶响应方程计算就更加繁杂。
因此，目前对调节阀流量特性的选择多采用经验准则。
可从如下几个方面来考虑：
（1）从调节系统的调节质量分析并选择；
（2）从工艺配管情况考虑并选择；
（3）从负荷变化情况分析和选择。
4 结束语
调节阀作为一种常用阀门，在各行各业有着广泛的应用，其性能的提高对流程工艺效益的提高以及能源消耗的降低有着不可忽视的作用。
因此，研究调节阀的流量特性具有重要的工业应用价值。
【参考文献】
[1]吴国熙.调节阀使用与维修[M].北京：化学工业出版社，1999.
[2]杨世忠，邢丽娟. 调节阀流量特性分析及应用选择[J].阀门，2006（05）.
[责任编辑：曹明明]。