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调节阀的类型与特性化 一更新日期:2014-06-06

所用的阀门类型和阀门口径计算可能会对系统里调节阀(控制阀)组件的性能产生很大的影响。一个阀门有足够大的口径以通过在所有可能的变化条件下需要的流量。然而对某一个应用场合口径太大的阀门对于过程***化是一个不利因素。
阀门的流通能力也由于阀门的固有特性而与阀门类型相关。固有特性(见第1 章里的定义)是当经过阀门的压差恒定时阀门的流通能力与阀门行程之间的关系。
典型地,这些特性画在水平线用百分比行程表示而垂直线用百分比流量(CV 值)表示的曲线上。由于阀门流量是阀门行程和通过阀门的压差的一个函数,所以传统的办法就是在一个恒定的压力降下进行阀门的固有特性测试。这不是实际应用中的正常情况,但是它提供了一种比较阀门特性形式的系统方法。
在恒定的压力降这个特定的条件下,阀门流量就成为阀门行程和阀门内件固有结构的一个函数。这些特性称为阀门的固有流量特性。由此方法得出的典型的阀门特性命名为线性、等百分比和快开。(详细说明
见第3 章里的"传统的特性化阀芯")。
阀门流量(输出)的增量变化对于引起这个流量变化的相应的阀门行程(输入) 的增量的比例被定义为阀门增益。它就是:
固有阀门增益=(流量变化/ 行程变化)=固有特性曲线的斜率线性特性在阀门的全行程范围内有一个恒定的固有阀门增益,而快开特性在行程范围的较低一端有一个的固有阀门增益。等百分比阀门的固有阀门增益位于阀门的开度处。
固有阀门特性是阀门流体通道几何尺寸的固有函数。只要压力降恒定,它是不会变化的。许多阀门类型,尤其是旋转球阀、蝶阀和偏心球塞阀都有固有特性,它们不会容易地被改变。然而,大部分的直通阀有多种阀笼或阀芯可供选择。这些阀笼或阀芯可以互换以修改固有流量特性。了解固有阀门特性是有用的,但是要进行过程***化,更加重要的特性是整个过程包括回路里的阀门和所有其它设备的安装流量特性。安装流量特性定义为:当阀门安装在一个特定的系统里且通过阀门的压力降允许自然地改变而不是设为恒定时,流经阀门的流量与阀门组件输入之间的关系。
这种安装流量特性的一个示例表示在图2-5 上方的曲线里。在这个图里,流量与更加让人熟悉的阀门行程而不是阀门组件的输入相联系了起来。
示于图2-5 下方的曲线里的安装增益,是上面曲线在每一点的斜率的曲线。在实验室里,让整个回路在某些额定设定点下工作且不受负载扰动影响,就可以获得象这样的安装流量特性曲线。回路置于手动操作状态,随着调节阀(控制阀)组件被手动输入驱动通过它的全行程范围,测量并记录流量。测量结果画成曲线就是示
于图2-5 上面部分的安装流量特性曲线。然后,在该曲线的每一个点上估算流量曲线的斜率,并把它们画成如图2-5 下面部分所示的安装增益曲线。