阀门流量特性曲线图结构
阀门基本理论
阀权度
Δpv100: 阀门全开时阀上的压降 Δpv0: 阀门全关时阀上的压降 Δpsmax：系统的总压降
∆ p v 100 ∆ p v 100 = a= ∆pv0 ∆ p s max
阀权度表示阀门对系统的控制能力，保证良好调节能力 建议：调节阀全开时的压降应至少与此水系统回路上的压降相等 ，这样能保证阀门阀权度至少为50%。 为了保证调节阀的基本调节特性，其阀权度最低不能低于30％。
3. 2 ∆Pcv = = 0.1bar 10
3. 校核阀权度 : acv = 0.1/（0.1＋0.15）=0.4 3/12/2014 8
2
阀门工作流量特性
阀门的工作流量特性是指阀门前后的压差随负荷发生变化的工作条件下，阀 门的相对行程和（开度）与相对流量之间的关系。 实际工作状态下，由于阀两端的压差发生变化，使阀门工作流量特性偏离理 想特性。
空调水系统中所应用的阀门主要为调节类阀门和关断类阀门 区别：调节特性不同（理想流量特性曲线不一样） 调节类：直线、等百分比、抛物线型 关断类：快开型（蝶阀、截止阀、闸阀、球阀等） 调节特性的实现：阀芯形状 关断阀无法替代调节阀
（1）直线特性阀芯 （2）等百分比特性阀芯 （3）快开特性阀芯 （4）抛物线特性阀芯 （5）等百分比特性阀芯（开口形） （6）直线特性阀芯（开口形）
阀门基础理论
3/12/2014
阀门流通能力
kv =
Q ∆p
流量:
[ m 3 / h]ຫໍສະໝຸດ 压降:Q = k v ⋅ ∆p
Q ∆p = k v
2
[ m 3 / h]
[ bar ]
Q – 经过阀门的流量 [m3/h] ∆p – 经过阀门的压降 [bar]
阀门流量特性曲线图结构
用
途
阀门是一种管路附件。 改变通路断面和介质流动方向，控制输送介质流动的一种装置。
1. 接通或截断管路中的介质。 2. 调节、控制管路中介质的流量和压力。
3. 改变管路中介质流动的方向。 4. 阻止管路中的介质倒流。 5. 分离介质。 6. 指示和调节液面高度。 7. 其他特殊用途。
阀体 阀盖 启闭件 阀芯、阀瓣 阀座 密封面 阀杆 填料函
密封性能—阀杆
阀杆是带动启闭件使阀门开启和关闭的重要部件，因 为阀杆是可动件。所以是最易产生外漏的部件。因此，阀 杆密封对于阀门来讲是非常重要的。
阀杆的密封通常用压缩填料。压缩填料是指压入填 料函内使阀杆周围密封的软质材料。
材质
1.壳体：铜（黄铜、青铜）、铸铁、球墨铸铁、铸钢 2.内件：铜、不锈钢 3.密封：EPDM、NBR、PTFE
阀门流量特性曲线图结构
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概念、用途
阀门是流体输送系统中的控制部件，具有截断、调 节、导流、防止逆流、稳压、分流或溢流泄压等功能。
阀门零部件
参数--公称通径
阀门的公称通径是管路系统中所有管路附件用数字表 示的尺寸。公称通径是供参考用的一个方便的圆整数，与加 工尺寸呈不严格的关系。
公称通径用字母“DN”后跟一个数字标志。
各种参数—压力
1.公称压力 阀门的公称压力PN是一个用数字表示的与压力有关的标示代号，是仅供参考用的一 个方便的圆整数。
2.试验压力 ⅰ阀门的壳体试验压力是指对阀门的阀体和阀盖等联结而成的整个阀门外壳进行试 验的压力，其目的是检验阀体和阀盖的致密性及包括阀体与阀盖联结处在内的整个壳体的 耐压能力。 ⅱ阀门的密封和上密封试验压力是检验启闭件和阀体密封副密封性能和阀杆与阀盖 密封副密封性能的试验压力。
阀门的流量特性曲线
快 开 型 流 量 特 性 示 意 图
阀 芯 特 点 形 成 不 同 的 特 性
阀 芯 的 构 成
阀 门 的 固 有 特 性 曲 线
相对行程%
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
相对流量%
3.33
4.68
6.58
9.25
12.99
18.26
25.65
36.05
50.65
71.17
100
3。快开流量特性 此种流量特性的控制阀在开度较小时就有较大的流量，随着开度的增大，流 量很快就达到最大；此后再增加开度，流量变化很小，故称快开性流量特性。 它的相对流量与相对行程的函数关系用下式描述： dq=Kv2q-1dι 代入边界条件，求解得到快开流量特性的函数关系是 q=Q/Qmax=(1/R)√1+(R2-1)L/Lmax=(1/R)√1+(R2-1)ι 快开流量特性控制阀的增益Kv2与流量的倒数成正比，或Kv2∝1/Q,随流量增 大，增益反而减小。 由于这种流量特性的控制阀在小开度时就有较大流量，在增大开度，流量变 化已很小，因此称之为快开流量特性。通常有效行程在1/4阀座直径。 快开流量特性的增益： Kv2=[(Q2max-Q2min)/2Lmax]1/R 工厂实际使用的快开流量特性的函数关系如下 q=Q/Qmax=1-(1-1/R)(1-L/Lmax)2=1-(1-1/R)(1-ι )2 实际快开流量特性的增益 Kv2=2Qmax/Lmax(1-1/R)(1-L/Lmax)
1。线性流量特性 线性流量特性关系是指平衡阀的相对流量与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。用函数的关系描述为 dq=Kv2dι 两边积分，并带入边界条件 L=0 Q=Qmax L=Lmax Q=Qmax 如果定义控制阀的固有可调比 R=Qmax/Qmin 则带入积分常数后，线性流量特性表示 q=Q/Qmax=1/R[1+(R-1)· L/Lmax]=(R-1/R)ι +1/R 上式表明，线性流量特性平衡阀的相对流量与相对行程呈现线性关系， 直线的斜率是（R-1)/R,截距是1/R.因此，线性流量特性控制阀的增益Kv2 （即直线方程的斜率）与可调比R有关；与最大流量Qmax和流过阀门的流 量Q无关。Kv2 是常数。即增益Kv2=1-1/R.可调比R不同，表示最大流量与 最小流量之比不同，从相对流量坐标看，表示为相对行程为零时的起点不 同，起点的相对流量是1/R。由于最大行程时获得最大流量，因此，相对 行程为1时的相对流量为1。线性流量特性控制阀在不同的行程，如果行程 变化相同，则流量的相对变化量不同。 例：计算R=30时线性流量特性控制阀，行程变化量为10%时，不同行程位置 的相对变化量？
流量与阀门开度的关系
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。
阀的流量特性
（5）调节阀前、后两端压力差为
p p1 p2 0.09MPa
（6）蒸汽的压缩系数ε为
p2 0.2 0.5 p1 0.29
故调节阀的蒸汽流动为亚临界流动。
制 冷 装 置 及 其 自 动 化 课 件 设 计
p 1 0.46 0.802 p1
制 冷 装 置 及 其 自 动 化 课 件 设 计
调节阀流量特性及其选择计算 调节阀和调节蝶阀与风门是制冷空调系 统中的两种调节机关。 在自动调节系统中如何选择调节机关， 是一个很重要的问题。必须根据整个调节系 统慎重选择调节机关。 在选择调节阀时，必须考虑下列两个因 素： 第一为调节阀的调节范围； 第二为调节阀的工作流流量特性指介质流过阀门的相 对流量与阀门的相对开度之间的关系，即
q q max l f L
制 冷 装 置 及 其 自 动 化 课 件 设 计
调节阀的流量特性分为理想流量特性和 工作流量特性。
理想流量特性
调节阀在前后两端压差一定的情况下， 得到的流量特性，称为理想流量特性。调节 阀的理想流量特性取决于阀心形状，见图2－ 84。
（7）按最大流量计算流通能力Cmax为
Cmax qmax 31 100 p1
式中ρ1=1.57——阀前p1状态的饱和蒸汽密度。 （8）按最小流量计算流通能力Cmin为
Cmin qmin 6.96 100 p1
制 冷 装 置 及 其 自 动 化 课 件 设 计
查调节阀产品目录资料，选择直通单座， 通径Dg=0.05m，口径dg=0.05m，行程 S=0.025m，阀的流通能力C=32。 （9）验算
q’min=210kg/h，调节阀阀前压力约0.19MPa（表
自力式流量控制阀的特性曲线及对使用的指导意义
自力式流量控制阀的特性曲线及对使用的指导意义刘兆军一、概述自力式流量控制阀是目前国内解决供热系统水利失调的有力武器，很多供热公司在使用它进行供热系统的流量控制之后，多年不热的用户热了，冬季开窗户的少了。
但是，也有不少供热公司，在使用自力式流量控制阀之后，出现原来热的用户反而不热的现象。
这样的问题出现之后，供热公司或说产品有问题，或说自力式流量控制阀本身就不好用，而自力式流量控制阀的生产厂家则说供热公司的供热系统有问题，最终谁也说不清真正的原因。
为了解释这种现象，也为了更好地促进自力式流量控制阀行业的健康发展，为了让更多的人充分认识自力式流量控制阀，为了让更多的供热公司用好自力式流量控制阀，有必要对自力式流量控制阀进行深入的探究。
要深入的探究自力式流量控制阀，就必须研究它的性能参数及特性曲线。
二、自力式流量控制阀的由来我国第一台自力式流量控制阀，在一九九零年由位于河北省廊坊市的原中油管道局动力实业总公司环保节能设备厂张炳礼先生发明，批量生产后名称为“自力式流量控制器”，注册商标为“爱能”，至今已经有十多年的历史了。
后来，国内也有人将其叫做“自力式流量控制阀”、“自动平衡阀”、“动态平衡阀”、“恒流量阀”、“流量平衡阀”。
２００３年，在建设部相关部门的推动下，以“爱能牌”自力式流量控制阀的企业标准为基础，在固安县爱能供热设备有限公司制定了自力式流量控制阀的行业标准草案，获得建设部批准，标准号是ＣＪ／Ｔ１７９－２００３。
行业标准中，将其名称指定为“自力式流量控制阀”。
自此，自力式流量控制阀的发展迈上了一个新台阶。
二、自力式流量控制阀的现状目前，国内生产自力式流量控制阀的厂家很多，大体可将其分为三种：第一种是专业生产自力式流量控制阀的厂家；第二种是原来生产调节阀、平衡阀等其他水力调控阀门的厂家，现在增加了自力式流量控制阀的生产；第三种是生产普通关断阀的厂家，增加了自力式流量控制阀的生产。
从市场上各个厂家自力式流量控制阀的性能来看，也可分为三类：第一类性能好的，各项性能指标均能达到或超过行业标准要求，本文中称其为Ａ类产品；第二类质量一般的，各项性能指标中个别指标没有达到行业标准要求，其它指标达到行业标准要求，本文中称其为Ｂ类产品；第三类性能低下的，各项性能指标中多数指标没有达到行业标准要求，个别指标达到行业标准要求，本文中称其为Ｃ类产品。
流量控制阀原理及节流口形式
流量控制阀原理及节流口形式流量控制阀原理及节流口形式图5-28节流阀特性曲线节流阀节流口通常有三种基本形式：薄壁小孔、细长小孔和厚壁小孔，但无论节流口采用何种形式，通过节流口的流量q及其前后压力差Sp的关系均可用式(2- 63)q=ka Sp m来表示，三种节流口的流量特性曲线如图5-28所示，由图可知：(1)压差对流量的影响。
节流阀两端压差Sp变化时，通过它的流量要发生变化,三种结构形式的节流口中，通过薄壁小孔的流量受到压差改变的影响最小。
(2)温度对流量的影响。
油温影响到油液粘度，对于细长小孔，油温变化时，流量也会随之改变，对于薄壁小孔粘度对流量几乎没有影响，故油温变化时，流量基本不变。
(3)节流口的堵塞。
节流阀的节流口可能因油液中的杂质或由于油液氧化后析出的胶质、沥青等而局部堵塞，这就改变了原来节流口通流面积的大小，使流量发生变化，尤其是当开口较小时，这一影响更为突出，严重时会完全堵塞而出现断流现象。
因此节流口的抗堵塞性能也是影响流量稳定性的重要因素尤其会影响流量阀的最小稳定流量。
一般节流口通流面积越大，节流通道越短和水力直径越大，越不容易堵塞，当然油液的清洁度也对堵塞产生影响。
一般流量控制阀的最小稳定流量为0.051/min。
综上所述，为保证流量稳定，节流口的形式以薄壁小孔较为理想。
图5-29所示为几种常用的节流口形式。
图5-29(a)所示为针阀式节流口，它通道长，湿周大，易堵塞，流量受油温影响较大，一般用于对性能要求不高的场合；图5-29(b)所示为偏心槽式节流口，其性能与针阀式节流口相同，但容易制造，其缺点是阀芯上的径向力不平衡，旋转阀芯时较费力，一般用于压力较低、流量较大和流量稳定性要求不高的场合；图5-29(c)所示为轴向三角槽式节流口，其结构简单，水力直径中等，可得到较小的稳定流量，且调节范围较大，但节流通道有一定的长度，油温变化对流量有一定的影响，目前被广泛应用，图5-29(d)所示为周向缝隙式节流口，沿阀芯周向开有一条宽度不等的狭槽，转动阀芯就可改变开口大小。
SIS数据分析优化汽机阀门流量特性曲线
SIS数据分析优化汽机阀门流量特性曲线发表时间：2018-08-06T16:38:40.430Z 来源：《电力设备》2018年第11期作者：许斯顿[导读] 摘要：针对汽机阀门流量特性不线性的情况，通过对历史数据的采集分析，对实际的汽机调门-流量特性进行辨识，并通过优化使汽机调门流量曲线线性化的方法。
（广东珠海金湾发电有限公司广东珠海 519000）摘要：针对汽机阀门流量特性不线性的情况，通过对历史数据的采集分析，对实际的汽机调门-流量特性进行辨识，并通过优化使汽机调门流量曲线线性化的方法。
关键词：阀门流量特性：SIS数据：重叠度Analysis of SIS data flow characteristic curve based on the optimization of turbine valvesXU Sidun（Guangdong Zhuhai Jinwan Power Company Limited equipment thermal control division）Abstract: According to the flow characteristics of turbine valve is not a linear case, through the analysis of historical data, the actual turbine valve flow characteristics were identified, and the method of turbine valve flow curve linearization by optimizing.Key words: The valve flow characteristics: SIS data: overlap1.前言：汽机调门流量特性是指流经汽机调速汽门的蒸汽流量与开度的对应关系。
由于汽轮机调门的开度—流量呈非线性关系，而此非线性关系对汽轮机的控制是十分不利的，所以必需通过调门流量特性曲线修正，使总阀位给定与总进汽量呈线性关系，才能达到有效地控制汽机的目的。
球阀流量曲线
球阀流量曲线
球阀的流量曲线是描述球阀开度和阀门流量之间的关系。
球阀流量曲线通常以阀门开度的百分比作为横轴，以流量（通常以Cv或Kv值表示）作为纵轴。
对于球阀，当阀门完全关闭时，流量为0；当阀门完全打开时，阀门流量达到最大值。
在两个极端位置之间，球阀的流量会随着阀门开度的变化而变化。
球阀的流量曲线通常呈现出S形或曲线形状，这是因为球阀
的流量特性通常是非线性的。
在球阀早期开度范围内，流量变化较小；而当阀门开度接近最大值或最小时，流量变化较大。
具体的球阀流量曲线取决于球阀的设计和阀芯结构。
不同大小、不同类型和不同制造商的球阀都可能具有不同的流量曲线。
因此，在选择球阀时，需要参考球阀的流量曲线来确定其在实际应用中的流量控制能力。
电动调节阀的流量特性测试实验
实验六 电动调节阀的流量特性测试实验一、调节阀的流量特性曲线:调节阀的流量特性是指被控介质流过阀门的相对流量和阀门相对开度之间的关系，即 ⎪⎭⎫ ⎝⎛=L l f Q Q max （7-1） 式中max Q /Q 为相对流量，即某一开度流量与全开流量之比；l /L 为相对行程，即某一开度行程与全行程之比。
目前常用阀的理想流量特性分为：直线特性、对数（等百分比）特性、快开特性和抛物线特性四种曲线，如下图3-2-1所示：图7-1 调节阀的理想流量特性曲线在实际工业场合用的最多的是第一种线性调节阀，此种阀较易配合各种管路和流量传感器完成流量控制，本套装置也是采用线性调节阀。
实际应用中，理想特性曲线较难得到，因为当将调节阀实际接入管道时，其特性会受多种因素的影响，如连接管道阻力、前后压差、多管路融合与分支等，所以很难得到理想流量特性描述的四种曲线，本套装置也不例外，但在大部分区域内调节阀依然保持线性工作状态。
二、调节阀的流量特性测试1、实验目的：① 掌握实验步骤及数据的测试方法。
② 通过实验测试数据验证电动调节阀的特性在大部分曲线范围内工作属于线性的。
③ 分析为什么调节阀的流量特性曲线和理想特性曲线是有区别的。
2、实验设施：化工自动化仪表实验平台、实验导线、计算机、MCGS 组态软件、RS485/232转换器；3、实验原理：为了测量调节阀的特性曲线，首先需要把对象系统的管路开通，确保水能在动力系统的驱动下流经电动调节阀和流量计，最后将水打出水管，管路流通见下3-2-2图。
对于本套装置的流量测量装置主要有三种：电磁流量计、涡轮流量计和孔板流量计，在考虑测量精度和流体压力损失较小的情况下，优先选用电磁流量计进行测量，然后流经涡轮流量计，将阀前管道尽可能地放长，并将电磁流量计输出信号送到智能仪表测量端用于现场显示和上位机监控，通过上位机绘制曲线即可判断电动调节阀的特性曲线是否为线性。
图7-2 电动调节阀流量特性测试流程图4、实验步骤：①实验之前先将储水箱中贮足水量，一般接近储水箱容积的4/5，然后将阀F1-2、F1-3、F1-7全开，其余手动阀门关闭；②将仪表控制箱中的1#通讯线（接有两块智能调节仪和一块流量积算仪）经RS485/232转换器接至计算机的串口上，本工程初始化使用COM1端口通讯；③将仪表控制箱中“电磁流量计”的输出对应接至智能调节仪Ⅰ的“0～5V/1～5V输入”端，将智能调节仪Ⅰ的“4～20mA输出”端对应接至“电动调节阀”的控制信号输入端；④打开对象系统仪表控制箱的单相空气开关，给所有仪表上电；⑤智能仪表Ⅰ基本参数设置：Sn=33、DIP=0、dIL=0、dIH=1200、oPL=0、oPH=100、CF=0、Addr=1；⑥打开MCGS组态环境，选择“化工仪表工程”，按“F5”进入运行环境，点击“进入实验工程”，然后进入实验“主菜单”，选择“实验一、电动阀流量特性测试实验”；⑦在实验界面中有“通讯成功”标志，表示计算机已和三块仪表建立了通讯关系；若显示“通讯失败”并闪烁，说明有仪表没有与上位机通讯成功，检查转换器、通讯线以及计算机COM端口设置是否正确；⑧通讯成功后，本实验需要手动控制智能调节仪Ⅰ的输出，以控制电动调节阀的开度改变管道流量的大小。
阀门选型基础知识
阀门选型基础知识
阀门的流通能力Kvs
阀门的Kvs是反映阀门的通过能力，其定义为两端压差为1bar时通过阀门的流量，Kvs是阀门的一个特性参数，与阀门结构有关，是一个不变的值。
公式Kv= Q=Kv2
已知设计流量为5，阀门Kvs为20，阀门的压降，
由公式2=2=0.625bar
阀门选型时注意：外网提供的最小资用压头为最小=设计+阀门=设计+2
电动调节阀的理想流量特性曲线
任何阀门都有其固有的流量特性，其反映了阀门的相对流量与相对行程之间的关系。
当阀门前后压差固定不变时所得到的流量特性，称为阀门的理想流量特性。
常见的阀门理想流量特性主要有以下四大类，见图2所示：
直线型：单位行程变化引起的流量变化相等。
小流量时流量的变化大，不易微调与控制，配合不好时会产生振荡。
抛物线型：流量特性为一条二次抛物线，介于直线与等百分比特性之间。
等百分比型：同样行程在小开度时流量变化小，大开度时流量变化大，适用于负荷变化幅度较大的系统，也称对数特性型。
（空调系统电动调节阀多为此类型）
快开型：行程较小时，流量就比较大，随着行程的增大流量很快达到最大。
阀的有效行程<d/4(d为阀座直径)。
行程再增大时已不起调节作用，适用于双位控制。
阀门的流量特性曲线
相对行程变化10% 。 在相对行程10%处，相对流量的变化量(6.58-4.68)/4.68=40.50% 在相对行程50%处，相对流量的变化量（25.65-18.26)/18.28=40.50% 在相对行程90%处，相对流量的变化量（100-71.17)/71.17=40.50%
根据qr1计算不同相对行程和相对流量q在相对行程10处相对流量的变化量6584684684050在相对行程50处相对流量的变化量2565182618284050在相对行程90处相对流量的变化量100711771174050示例说明等百分比流量特性的控制阀在不同开度下相同的行程变化引起流量的相对变化是相等的因此称之为等百分比流量特性它在全行程范围内具有相同的控制精度
阀门的流量特性曲线
阀的结构特性是阀芯的位移与流体通过的截面积之间的关系，他不 考虑阀两端的压降。因此，只与阀芯的形状、大小等几何因子有关 阀门的流量特性，有线性、等百分比、抛物线、双曲线、快开、平 方根等不同类型。常用的固有流量特性有线性、等百分比、快开等 几种。
1。线性流量特性 线性流量特性关系是指平衡阀的相对流量与相对位移成直线关系。
两边积分，并带入边界条件，可得到等百分比流量特性的函数关系是 q=Q/Qmax=R(L/Lmax-1)=R(ι-1)
上式表明，等百分比流量特性控制阀的相对行程与相对流量的对数成比 例关系。即在半对数坐标上，流量特性曲线成直线，或在制宪坐标上流量特性 曲线是一条对数曲线，由上式可知lnq∝ι,即相对流量的对数与相对行程成正比。
等百分比流量特性控制阀的增益 Kv2=(Q/Lmax)lnR
等百分比流量特性控制阀的增益Kv2与流量Q成正比，又因 △Q/Q=R△ι-1,则 当相对行程变化量相同时，流量也变化相同的百分比，因此称为等百分比流量特性 例：计算R=30时等百分比流量特性控：根据q=R(ι-1)计算不同相对行程ι和相对流 量q。行程变化量为10%时，不同行程位置的相对变化量。
各种流量计工作原理、结构图
第一节节流式流量检测如果在管道中安置一个固定的阻力件，它的中间是一个比管道截面小的孔，当流体流过该阻力件的小孔时，由于流体流束的收缩而使流速加快、静压力降低，其结果是在阻力件前后产生一个较大的压力差。
它与流量(流速)的大小有关，流量愈大，差压也愈大，因此只要测出差压就可以推算出流量。
把流体流过阻力件流束的收缩造成压力变化的过程称节流过程，其中的阻力件称为节流件。
作为流量检测用的节流件有标准的和特殊的两种。
标准节流件包括标准孔板、标准喷嘴和标准文丘里管，如图9.1所示。
对于标准化的节流件，在设计计算时都有统一标准的规定要求和计算所需的有关数据、图及程序；可直接按照标准制造、安装和使用，不必进行标定。
图9.1 标准节流装置特殊节流件也称非标准节流件，如双重孔板、偏心孔板、圆缺孔板、1/4圆缺喷嘴等，他们可以利用已有实验数据进行估算，但必须用实验方法单独标定。
特殊节流件主要用于特殊；介质或特殊工况条件的流量检测。
目前最常见的节流件是标准孔板，所以在以下的讨论中将主要以标准孔板为例介绍节测式流量检测的原理、设计以及实现方法等。
一、检测原理设稳定流动的流体沿水平管流经节流件，在节流件前后将产生压力和速度的变化，如刚9.2所示。
在截面1处流体未受节流件影响，流束充满管道，管道截面为A1，流体静压力为p1，平均流速为v1，流体密度为ρ1。
截面2是经节流件后流束收缩的最小截面，其截面积为A2，压力为P2，平均流速为v2，流体密度为ρ2。
图9.2中的压力曲线用点划线代表管道中心处静压力，实线代表管壁处静压力。
流体的静压力和流速在节流件前后的变化情况，充分地反映了能量形式的转换。
在节流件前，流体向中心图9.2 流体流经节流件时压力和流速变化情况 加速，至截面2处，流束截面收缩到最小，流速达到最大，静压力最低。
然后流束扩张，流速逐渐降低，静压力升高，直到截面3处。
由于涡流区的存在，导致流体能量损失，因此在截面3处的静压力P 3不等于原先静压力p 1，而产生永久的压力损失p δ。
阀门的流量特性曲线
例：计算R=30时线性流量特性控制阀，行程变化量为10%时，不同行程位置 的相对变化量？
解：不同行程ι 时的相对的流量如下表 相对流量变化10%时，
在相对流量10%处，相对流量的变化量为(22.67-13)/13=74.38%； 在相对流量50%处，相对流量的变化量为(61.33-51.7)/51.7=18.62%； 在相对流量90%处，相对流量的变化量为（100-90.33)/90.33=10.71%。
等百分比流量特性控制阀的增 Kv2=(Q/Lmax)
等百分比流量特性控制阀的增益Kv2与流量Q成正比，又因 △Q/Q=R△ι -1 当相对行程变化量相同时，流量也变化相同的百分比，因此称为等百分比流量特性
例：计算R=30时等百分比流量特性控：根据q=R(ι -1)计算不同相对行程ι 和相对 量q。行程变化量为10%时，不同行程位置的相对变化量
示例说明，等百分比流量特性的控制阀在不同开度下，相同的行程变化引起 量的相对变化是相等的，因此称之为等百分比流量特性，它在全行程范围内具有 同的控制精度。它在小开度时，增益较小，因此调节平缓；在大开度时，增益较
，能够有效地进行调节
50
60
70
80
90 100
相对流量% 3.33 4.68 6.58 9.25 12.99 18.26 25.65 36.05 50.65 71.17 100
几种。
1。线性流量特性 线性流量特性关系是指平衡阀的相对流量与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。用函数的关系描述为
dq=Kv2dι 两边积分，并带入边界条件
L=0 Q=Qmax L=Lmax Q=Qmax 如果定义控制阀的固有可调比 R=Qmax/Qmin
气动调节阀阀芯选择
调节阀阀芯的多种分类及固有流量特性1、概述调节阀阀芯形面的设计是一项复杂工作，至今在国内外尚未得到根本解决，现有的阀芯形面设计方法基本上都是围绕流量试验进行的。
因为在给定阀体的结构后，调节阀的阻力系数主要决定于阀芯和阀座之间的流通截面积，因而，可以先导出阻力系数和流通截面积之间的关系，然后再通过调节阀流量试验数据结合图解法完成设计过程。
2、调节阀的阀芯结构阀芯是调节阀内最为关键的部件。
为了适应不同的需要，得到不同的阀门流量特性，阀芯的结构形状是多种多样的，但一般可将阀芯分为直行程和角行程两大类。
图1直行程阀芯a)平板型阀芯、b)柱塞型阀芯、c)球型、针型阀芯、d)圆柱体上铣出小槽阀芯、e)窗口型阀芯、f)多级阀芯、g)套筒阀阀芯2.1如图1所示，直行程阀芯又可分为以下几种类型：2.1.1平板型阀芯如图1a所示，这种阀芯的底面为平板形，其结构简单、加工方便、具有快开特性，可作两位调节用。
2.1.2柱塞型阀芯它可分为上、下可以倒装，倒装后可以改变调节阀的正、反作用。
常见的阀门流量特性有线性和等百分比两种。
这两种特性所用的阀芯形状不相同的。
图1b右边两种阀芯都为上导向，一般常用于角形阀和高压阀。
对于小流量阀，可采用球形、针形阀芯，见图1c；也可以在圆柱上铣出小槽，见图1d。
2.1.3窗口型阀芯如图1e所示，这种阀芯用于三通调节阀。
图中左边为合流型，右边为分流型。
由于窗口形状不同，阀门流量特性有直线、等百分比和抛物线三种。
2.1.4多级阀芯如图1f所示，把几个阀芯串接在一起，好象“糖葫芦"一样，起到逐级降压的作用。
用于高压差阀可防止气蚀、噪声。
多级阀芯的结构也很多，有的阀芯可串成锥体形状。
2.1.5套筒阀阀芯如图1g所示，这种阀芯用于套筒型调节阀。
只要改变套筒窗口形状，即可改变阀门的流量特性。
2.2角行程阀芯如图2所示：这种阀芯通过旋转运动来改变它与阀座间的流通面积。
图2角行程阀芯a)偏心旋转阀芯、b)中线式蝶型阀板、c)球型阀芯图2a为偏心旋转阀芯，用于偏心旋转阀。
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概念、用途
阀门是流体输送系统中的控制部件，具有截断、调节、 导流、防止逆流、稳压、分流或溢流泄压等功能。
用
途
阀门是一种管路附件。
改变通路断面和介质流动方向，控制输送介质流动的一种装置。 1. 接通或截断管路中的介质。
2. 调节、控制管路中介质的流量和压力。
3. 改变管路中介质流动的方向。 4. 阻止管路中的介质倒流。 5. 分离介质。 6. 指示和调节液面高度。
密封性能—阀杆
阀杆是带动启闭件使阀门开启和关闭的重要部件，因 为阀杆是可动件。所以是最易产生外漏的部件。因此，阀 杆密封对于阀门来讲是非常重要的。 阀杆的密封通常用压缩填料。压缩填料是指压入填料 函内使阀杆周围密封的软质材料。
材
质
1.壳体：铜（黄铜、青铜）、铸铁、球墨铸铁、铸钢 2.内件：铜、不锈钢 3.密封：EPDM、NBR、PTFE
密封性能--密封面
阀门的密封面是指阀座与关闭件互相接触而进行关闭 的部分。 由于阀门在使用过程中密封面在进行密封中要受到冲 刷和磨损，所以阀门的密封性能随着使用时间而减低。
1. 金属密封面
2. 软密封面
密封性能—垫片
垫片是阀门产生外漏的关键因素之一 1. 金属平垫片 2. 压缩石棉纤维垫片 3. 缠绕式垫片
阀权度对流量特性曲线的影响
等百分比特性
线性特性
快开型：行程较小时，流量就比较大，随着行程的增大流量很快 达到最大。阀的有效行程＜d/4（d为阀座直径）。行程再增大时已不 起调节作用，适用于双位控制。
调节阀流量特性曲线的选择
期望的阀门控制信号—热量输出曲线图
实际的换热器/风机盘管流量—热量输出特性曲线
期望的阀门开度/信号—流量特性曲线
在一个闭环控制回路中， 最终热量输出近似为控制信号的线性函数
Q l f Qmax L
理想流量特性主要有： 直线、等百分比（对数）、抛物线及快开等。
各种流量特性曲线图结构
各种流量特性曲线图结构
直线型：单位行程变化引起的流量变化相等，小流量时流量的变 化大，不易微调与控制； 抛物线型：流量特性为一条二次抛物线，介于直线与等百分特性 之间； 等百分比型：同样行程在小开度时流量变化大，大开度时流量变 化大，适用于负荷变化幅度较大的系统，也称对数特性型；
7. 其他特殊用途。
阀门零部件
阀体 阀盖
启闭件
阀芯、阀瓣 阀座 密封面 阀杆
填料函
参数--公称通径
阀门的公称通径是管路系统中所有管路附件用数字表
示的尺寸。公称通径是供参考用的一个方便的圆整数，与加
工尺寸呈不严格的关系。
公称通径用字母“DN”后跟一个数字标志。
各种参数—压力
1.公称压力 阀门的公称压力PN是一个用数字表示的与压力有关的标示代号，是仅供参考用的一个 方便的圆整数。 2.试验压力 ⅰ阀门的壳体试验压力是指对阀门的阀体和阀盖等联结而成的整个阀门外壳进行试验 的压力，其目的是检验阀体和阀盖的致密性及包括阀体与阀盖联结处在内的整个壳体的耐 压能力。 ⅱ阀门的密封和上密封试验压力是检验启闭件和阀体密封副密封性能和阀杆与阀盖密 封副密封性能的试验压力。 3.工作压力 阀门的工作压力是指阀门在工作状态下的压力，它与阀门的材质和介质的温度有关。
各种参数--结构尺寸
阀门的结构长度是指阀门与管道连接的两个端面（或
中心线）之间的距离。
各种参数—连接方式
螺纹连接阀门 法兰连接阀门 焊接连接阀门 夹箍连接阀门 卡套连接阀门
密封性能
泄漏标准
阀门的密封面
垫片
阀杆密封
各种参数—密封性能
密封性能是考核阀门质量优劣的主要指标之一。 密封性能主要包括两方面，即内漏和外漏。 内漏是指阀座与关闭件之间对介质达到的密封程度； 外漏是指阀杆填料部位的泄漏、中法垫片部位的泄漏 及阀体因铸造缺陷造成的渗漏，外漏是根本不允许的。
psi ：磅/英寸2 ℃ = 5/9（ ℉ - 32） Cv = 1.167Kv
单 位 换 算
压力：1bar = 0.1MPa = 100kPa = 105Pa
1bar = 1kg = 10mH2O
流量：1m3/h =1/3.6 l/s =16.67 l/min
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。 数学表达式如下：
调节阀的可调比
调节阀的调节阀的可调比就是调节阀所能控制的最 大流量与最小流量之比。可调比也称可调范围，若以Ｒ 表示，则：
Q max R= Q min
阀权度（压降比、阀阻比）
PV s PS
△Pv：阀门全开时两端的压力损失 △Ps：阀门全关时两端的压力损失 （约为系统总的压力损失即控制回路总的压力损失）
流量系数：Kv 、Kvs
水 1g/cm3
100 kPa/1bar
保持水压恒定不变 Q Kv = P
kV m3/h
Cv 英制单位
定义： 当调节阀全开、阀两端压差为1psi、介质为60℉清水
时，每分钟流 经调节阀的美加仑数，以USgal/min表示。
驱动方式
阀门依靠自动或驱动机构使启闭件作升降、滑移、旋摆或回转运动， 从而改变其流道面积的大小，以实现启闭、控制的功能。 1. 自动阀门。 依靠介质（液体、空气、蒸汽等）本身的能力而自行动作的阀门。 2. 驱动阀门。 借助手动、电力、液力或气力来操纵启闭的阀门。
驱动方式
手动： 借助手轮、手柄、杠杆或链轮等，由人力来操纵的阀门。 电动： 用电动机、电磁或其他电气装置操纵的阀门。 液压或气压传动： 借助液体（水、油等液体介质）或空气操纵的阀门。