化工仪表与自动化第五版第六章作业及答案

1．控制阀的结构形式主要有哪些？各有什么特点？主要使用在什么场合？

2．控制阀的流量特性是什么？

答： 控制阀的流量特性是指被控介质流过阀门的相对流量与阀门的相对开度（或相对位移）之间的关系，即⎪⎭

⎫ ⎝⎛=L l f Q Q max

式中相对流量m ax Q Q 是控制阀某一开度时的流量Q 与全开时的流量max Q 之比。相对开度L

l 是控制阀某一开度时的阀杆行程了与阀杆总行程Ｌ之比。 3．何为控制阀的理想流量特性和工作流量特性？

答： 阀前后压差保持不变时的流量特性称为理想流量特性；在实际使用过程中，阀前后的压差会随阀的开度的变化而变化，此时的流量特性称为工作流量特性。

４．什么是串联管道中的阻力比s ？s 值的减少为什么会使理想流量特性发生畸变？ 答： s 值表示控制阀全开时阀上压力差与系统总压差之比。当s=1时，说明系统总压差全部降在控制阀上，所以控制阀在工作过程中，随着阀开度的变化，阀两端的压差是不变的，故工作流量特性与理想流量特性是一致的。当s 值小于1时，系统的总压差一部分降在控制阀，另一部分降在与控制阀串联的管道上。随着阀的开度增大，流量也增加，降在串联管道上的压差增加，从而是使降在控制阀上的压差减少，因而流过控制阀的流量也减少。所以随着s 值减少，会使理想流量特性发生畸变，阀的开度越大，使实际流量值离开理想值越大。具体来说，会使理想的直线流量特性畸变为快开特性，使理想的等百分比流量特性畸变为直线特性。

5．什么叫气动执行器的气开式与气关式？其选择原则是什么？

答：随着送往执行器的气压信号的增加，阀逐渐打开的称为气开式，反之称为气关式。气开、气关式的选择主要是由工艺生产上安全条件决定的。一般来讲，阀全开时，生产过程或设备比较危险的选气开式；阀全关时，生产过程或设备比较危险的应选气开式。

6．试简述电动执行器的功能与主要功能。

答：角行程的功能是接收来自控制器的０～１０Ａ的支流电流信号，并将其转换成相应的角位移或直行程位移，去操纵阀门、挡板等的控制机构，以实现自动控制。

电动执行器的主要类型有角行程、直行程和多转式等。角行程电动执行机构以电动机为动力元件，将输入的直流电流信号转换为相应的角位移（︒︒90~0），这种执行机构适用于操纵蝶阀、挡板之类的旋转式控制阀。直行程执行机构接收输入的直流电流信号后，使电动机转动，然后经减速器减速并转换为直线位移输出，去操纵单座、双座、三通等各种噢内控制阀和其他直线式控制机构。多转式电动执行机构主要用来开启和关闭闸阀、截至阀等多转式阀门，一般用作就地操作和遥控。

7．试述电-气转换器及电-气阀门定位器在控制系统中的作用。

答：电-气转换器是将电信号转换为相应的气信号的一种装置。在控制系统中，如果所使用的控制器是电动控制器，其输出信号为0~10mA DC 或4~20mA

DC，但所选择的执行器为气动执行器，其输入信号一般为20~100kPa。这时就需要采用电-气转换器，先将控制器的输出电信号转换为相应气信号，才能为气动执行器所接受。

电-气阀门定位器除了能将电信号转换为气信号外，还能够使阀杆位移与送来的信号大小保持线性关系，即实现控制器来的输入信号与阀门位置之间关系的准确定位，故取名为定位器。定位器可以使用在阀的不平衡力较大或阀杆移动摩擦力较大等场合，同是还可以利用定位器来改变阀门的流量特性，改变执行器的正、反作用。在分程控制中，利用定位器可以使阀门在不同的信号段范围内作全行程移动。