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第六章執(zhí)行器返回首頁 第一節(jié)氣動薄膜調(diào)節(jié)閥第二節(jié)電動執(zhí)行器第三節(jié)電 氣轉(zhuǎn)換器及電 氣閥門定位器 執(zhí)行器接受來自調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)信號 并將該調(diào)節(jié)信號轉(zhuǎn)換成相應的角位移量或者直線位移量 去操縱調(diào)節(jié)機構 調(diào)節(jié)閥 從而改變被控介質(zhì)的流量 使被調(diào)節(jié)參數(shù)符合工藝要求 執(zhí)行器根據(jù)其使用的能源形式可分為氣動 電動 液動和自力式四大類 氣動執(zhí)行器 通常也稱為氣動調(diào)節(jié)閥 的執(zhí)行機構和調(diào)節(jié)機構是統(tǒng)一的整體 它是以被壓縮的空氣作為能源來操縱調(diào)節(jié)機構的 特點是執(zhí)行器結構簡單 動作平穩(wěn)可靠 動作行程小 輸出推力較大 易于維修 安全防爆系數(shù)高 而且價格低 廣泛地被應用在化工 制藥 煉油等工業(yè)生產(chǎn)中 氣動執(zhí)行器既可以直接同氣動儀表配套使用 也可以和電動儀表或計算機配套使用 只要經(jīng)過電 氣轉(zhuǎn)換器或者電 氣閥門定位器將電信號轉(zhuǎn)換為0 02 0 1MPa的標準氣壓信號 再使用氣動執(zhí)行器進行動作 薄膜氣動執(zhí)行器是化工生產(chǎn)中最常用的執(zhí)行單元 電動執(zhí)行器將執(zhí)行機構和調(diào)節(jié)機構分成獨立的兩個部分 采用電信號作為能源 將輸入的直流電流信號轉(zhuǎn)換為相應的位移信號 因此電動執(zhí)行器信號傳遞迅速 其缺點是結構復雜 安全防爆性能差 故在化工 煉油中很少使用 液動執(zhí)行器可以產(chǎn)生很大的推力 但是體積較大 不適合于在化工 煉油中使用 下面主要介紹薄膜式氣動執(zhí)行器 第一節(jié)氣動薄膜調(diào)節(jié)閥 氣動薄膜調(diào)節(jié)閥的執(zhí)行機構 彈性薄膜 和調(diào)節(jié)機構 調(diào)節(jié)閥 被整合在一起 呈上下結構 上部分為執(zhí)行機構 也稱膜頭 是執(zhí)行器的推動裝置 它按調(diào)節(jié)信號 如壓縮空氣壓力 的大小產(chǎn)生相應的推力 推動調(diào)節(jié)機構動作 執(zhí)行機構是將信號壓力 通常為0 02 0 1MPa 的大小轉(zhuǎn)換為閥桿位移的裝置 下部分為調(diào)節(jié)機構 也叫做閥體 是執(zhí)行器的調(diào)節(jié)部分 它直接與被調(diào)介質(zhì)接觸 調(diào)節(jié)流體的流量 它是將閥桿的位移轉(zhuǎn)換為流過閥的流量的裝置 右圖是一種常用的氣動執(zhí)行器的示意圖 執(zhí)行器上部與氣壓源相接 當氣壓增大時 會產(chǎn)生一個氣壓增量作用在橡膠膜片上 橡膠膜片發(fā)生形變 并產(chǎn)生一個推力推動閥桿產(chǎn)生位移 從而改變連接在閥桿上的閥芯與閥座之間的流通面積 這樣就達到了調(diào)節(jié)流量的目的 一 氣動調(diào)節(jié)閥的結構 根據(jù)不同的生產(chǎn)要求 氣動執(zhí)行器的執(zhí)行機構和調(diào)節(jié)機構又可以分為許多不同的形式 1 執(zhí)行機構 氣動執(zhí)行機構主要分為薄膜式和活塞式兩種 其中薄膜式執(zhí)行機構最為常用 它可以用做一般調(diào)節(jié)閥的推動裝置 組成氣動薄膜式執(zhí)行器 習慣上稱為氣動薄膜調(diào)節(jié)閥 它的結構簡單 價格便宜 維修方便 應用廣泛 氣動活塞式執(zhí)行機構的推力較大 主要用于大口徑 高壓降調(diào)節(jié)閥或蝶閥的推動裝置 除薄膜式和活塞式之外 還有長行程的執(zhí)行機構 它們的行程長 轉(zhuǎn)矩大 適合于輸出00 900的轉(zhuǎn)角和力矩 如用于蝶閥和風門的推動裝置 氣動薄膜式調(diào)節(jié)閥的執(zhí)行機構按作用形式來分可分為正作用和反作用兩種形式 當來自調(diào)節(jié)器的信號壓力增大時 閥桿向下動作的叫正作用執(zhí)行機構 當來自調(diào)節(jié)器的信號壓力增大時 閥桿向上動作的叫反作用執(zhí)行機構 通常正作用的執(zhí)行機構被應用在調(diào)節(jié)閥的口徑較大的情況下 正作用執(zhí)行機構的的信號壓力是通入波紋膜片上方的薄膜氣室 反作用執(zhí)行機構的信號壓力是通入波紋膜片下方的薄膜氣室 國內(nèi)生產(chǎn)的正作用式執(zhí)行機構被稱為ZMA型 反作用式執(zhí)行機構被稱為ZMB型 薄膜式執(zhí)行機構的工作原理為 輸出位移與輸入氣壓信號成比例關系 當信號壓力 通常為0 02 0 1MPa 通入薄膜氣室時 在薄膜上產(chǎn)生一個推力 使閥桿移動并壓縮彈簧 直至彈簧的反作用力與推力相平衡 推桿穩(wěn)定在一個新的位置 信號壓力越大 閥桿的位移量也越大 閥桿的位移即為執(zhí)行機構的直線輸出的位移 也稱行程 行程規(guī)格有 10mm 16mm 25mm 40mm 60mm l00mm等 另外還可以按有 無彈簧劃分執(zhí)行機構的類型 可分為有彈簧和無彈簧的執(zhí)行機構 有彈簧的薄膜式執(zhí)行機構最為常用 無彈簧的薄膜式執(zhí)行機構常用于雙位式調(diào)節(jié) 2 調(diào)節(jié)機構 調(diào)節(jié)機構實際上是一個局部阻力可以改變的節(jié)流元件 我們通常把它叫做調(diào)節(jié)閥 調(diào)節(jié)閥的閥桿上部與橡膠薄膜相連 下部與閥芯相連 當閥芯在閥體內(nèi)移動的時候 改變了閥芯與閥座之間的流通面積 即改變了閥的阻力系數(shù) 被控介質(zhì)的流量也相應地跟著改變 從而達到調(diào)節(jié)工藝參數(shù)的目的 3 氣動調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)方式 執(zhí)行機構和調(diào)節(jié)機構按照不同的組合方式可以實現(xiàn)氣開式和氣關式兩種調(diào)節(jié) 由于執(zhí)行機構有正 反兩種作用方式 調(diào)節(jié)機構也有正 反兩種作用方式 推桿下移時閥門關小為正 也叫閥芯正裝 推桿下移時閥門開大為負 也叫閥芯反裝 因此可以有四種組合方式組成氣開或氣關型式的調(diào)節(jié)型式 氣開式是輸入氣壓越高時開度越大 而在氣源斷開時則全關 故稱FC型 氣關式是輸入氣壓越高時開度越小 而在氣源斷開時則全開 故稱FO型 正作用執(zhí)行機構 a b 反作用執(zhí)行機構 c d 閥芯正裝 a c 閥芯反裝 b d 氣開式 正作用方向 b c 氣關式 反作用方向 a d 二 氣動薄膜調(diào)節(jié)閥的類型 根據(jù)不同的使用場合和使用要求 我們需要選擇不同的調(diào)節(jié)閥的結構型式 主要的氣動薄膜調(diào)節(jié)閥的類型有以下幾種 l 直通單座調(diào)節(jié)閥 直通單座閥的閥體內(nèi)只有一個閥芯與閥座 如右圖所示 流體從左側流入 從右側流出 其特點是結構簡單 泄露量小 易于保證關閉 甚至完全切斷 缺點是在壓差比較大的時候 流體對閥芯上下作用的推力不平衡 這種不平衡力會影響閥芯的移動 因此這種閥一般應用在小口徑 低壓差的場合 但目前已有大口徑的單座閥 2 直通雙座調(diào)節(jié)閥 閥體內(nèi)有兩個閥芯和閥座 如右圖所示 流體從左側流入 經(jīng)過上下閥芯后流體再匯合到一起 再從調(diào)節(jié)閥的右側流出 直通雙座調(diào)節(jié)閥是最常用的一種類型 其特點是由于流體流過的時候 作用在上 下兩個閥芯上的推力方向相反而大小近于相等 可以相互抵消 所以不平衡力小 但是 由于加工的限制 上下兩個閥芯閥座不易保證同時密閉 因此泄露量較大 3 其他類型的調(diào)節(jié)閥 角形調(diào)節(jié)閥角形閥的兩個接管呈直角形 流體從底部進入 然后流經(jīng)閥芯后從閥側流出 如右圖所示 這種閥的流路簡單 阻力較小 適用于安裝現(xiàn)場管道要求用直角連接 介質(zhì)為高粘度 高壓差和含有少量懸浮物和固體顆粒狀的場合 隔膜調(diào)節(jié)閥它采用耐腐蝕襯里的閥體和隔膜 如右圖所示 隔膜閥的特點是結構簡單 流阻小 流通能力比同口徑的其他種類的閥要大 由于介質(zhì)用隔膜與外界隔離 故無填料 介質(zhì)也不會泄露 這種閥耐腐蝕性強 適用于強酸 強堿 強腐蝕性介質(zhì)的調(diào)節(jié) 也能用于高粘度及懸浮顆粒狀的介質(zhì)的調(diào)節(jié) 三通調(diào)節(jié)閥三通閥有三個流體出入口 其流通方式有兩種 a 合流 兩種介質(zhì)混合成一路 型 b 分流 一種介質(zhì)分成兩路 型 分別如下圖 a b 所示 可用一個三通閥來實現(xiàn)兩個直通閥的功能 適用于配比調(diào)節(jié)與旁路調(diào)節(jié) 在實際應用中 三通閥常用于換熱器旁路調(diào)節(jié) 蝶閥也稱翻板閥 如右圖所示 蝶閥的特點是結構簡單 重量輕 價格便宜 流阻極小 但泄露量大 適用于口徑較大 大流量 低壓差的場合 也可以用于含少量懸浮顆粒介質(zhì)的調(diào)節(jié) 球閥球閥是閥芯與閥體都呈球形的調(diào)節(jié)閥 轉(zhuǎn)動閥芯使之與閥體處于不同的相對位置時 就具有不同的流通面積 以達到流量調(diào)節(jié)的目的 如下圖所示 球閥閥芯有 V 型和 O 型兩種開口型式 分別如圖 a b 所示 凸輪撓曲閥通常也叫偏心旋轉(zhuǎn)閥 它的扇形球面狀閥芯與撓曲臂及軸套一起鑄成 固定在轉(zhuǎn)動軸上 如下圖所示 凸輪撓曲閥的僥曲臂在壓力作用下能產(chǎn)生撓曲變形 使閥芯球面與閥座密封圈緊密接觸 密封性好 同時 它的重量輕 體積小 安裝方便 適用于高粘度或帶有懸浮物的介質(zhì)流量調(diào)節(jié) 籠式閥又名套筒型調(diào)節(jié)閥 它的閥體與一般的直通單座閥相似 如下圖所示 籠式閥內(nèi)有一個圓柱形套筒 籠子 套筒壁上有一個或幾個不同形狀的孔 窗口 利用套筒導向 閥芯在套筒內(nèi)上下移動 由于這種移動改變了籠子的節(jié)流孔面積 就形成了各種特性并實現(xiàn)流量調(diào)節(jié) 籠式閥的可調(diào)比大 振動小 不平衡力小 結構簡單 套筒互換性好 更換不同的套筒 窗口形狀不同 即可得到不同的流量特性 閥內(nèi)部件所受的氣蝕小 噪音小 是一種性能優(yōu)良的閥 特別適用于要求低噪音及壓差較大的場合 但不適于高溫 高粘度及含有固體顆粒的流體 除以上所介紹的閥以外 還有一些特殊的調(diào)節(jié)閥 例如小流量閥適用于小流量的精密調(diào)節(jié) 超高壓閥適用于高靜壓 高壓差的場合 三 調(diào)節(jié)閥的靜態(tài)特性 理想流量特性 工作流量特性 調(diào)節(jié)閥的流量特性是指被控介質(zhì)流過閥門的相對流量與閥門的相對開度 相對位移 間的關系 6 l 式中相對流量Q Qmax是調(diào)節(jié)閥某一開度時流量Q與全開時Qmax之比 相對開度l lmax 或l L 是調(diào)節(jié)閥某一開度行程l與全開行程lmax 或L 之比 1 調(diào)節(jié)閥的理想流量特性 在不考慮調(diào)節(jié)閥前后壓差變化時得到的流量特性稱為理想流量特性 它取決于閥芯的形狀 如右圖 主要有直線 等百分比 對數(shù) 拋物線及快開等幾種 1 直線型 閥芯的流量特性為線性 是指調(diào)節(jié)閥的相對流量與相對開度呈線性關系 即單位位移變化所引起的流量變化是常數(shù) 可表示為 6 2 式中K為常數(shù) 即調(diào)節(jié)閥的放大系數(shù) 將式 6 2 積分可得 6 3 上式中C為積分常數(shù) 邊界條件為 l 0時 Q Qmin Qmin為調(diào)節(jié)閥能調(diào)節(jié)的最小流量 l lmax時 Q Qmax 邊界條件代入式 6 3 可分別得 6 4 式中R為調(diào)節(jié)閥所能調(diào)節(jié)的最大流量Qmax與最小流量Qmin的比值 稱為調(diào)節(jié)閥的可調(diào)范圍或可調(diào)比 注意 Qmin并不等于調(diào)節(jié)閥全關時的泄露量 一般它是Qmax的2 4 國產(chǎn)調(diào)節(jié)閥理想可調(diào)范圍R為30 這是對于直通單座 直通雙座和角形閥而言的 隔膜閥的可調(diào)范圍為10 將式 6 4 代入式 6 3 可得 6 5 式 6 5 表明Q Qmax與l L之間呈線性關系 在直角坐標上是一條直線 如右圖中直線2所示 這種流量特性的閥芯在作單位行程變化時 引起的流量變化相同 例如 閥位分別處于10 50 80 的位置時 使行程再變化10 所引起的流量變化均為10 但是 相對變化量則分別為100 20 12 5 可見 在小流量 小開度 時相對變化大 大流量 大開度 時 相對變化小 即小開度時控制作用強 大開度時控制作用弱 因此 直線型閥門不適合負荷變化大的對象的控制 2 等百分比型 對數(shù)流量特性 調(diào)節(jié)閥的放大系數(shù)隨相對流量的增加而增大 用數(shù)學式表示為 6 6 將式 6 6 積分得將前述邊界條件代入 可得最后得 相對開度與相對流量成對數(shù)關系 曲線斜率 圖6 13中曲線4所示 即放大系數(shù)隨行程的增大而增大 在同樣的行程變化值下 流量小時 流量變化小 調(diào)節(jié)平穩(wěn)緩和 流量大時 流量變化大 調(diào)節(jié)靈敏有效 3 拋物線型 Q Qmax與l L之間成拋物線關系 在直角坐標上為一條拋物線 它介于直線及對數(shù)曲線之間 數(shù)學表達式為 4 快開型 這種流量特性在開度較小時就有較大流量 隨開度增大 流量很快就達到最大 故稱為快開特性 快開特性的閥芯形式是平板形的 適用于迅速啟閉的切斷閥或雙位調(diào)節(jié)系統(tǒng) 2 調(diào)節(jié)閥的工作流量特性 在實際生產(chǎn)中 調(diào)節(jié)閥前后壓差總是變化的 這時的流量特性稱為工作流量特性 1 串聯(lián)管道的工作流量特性 以下圖所示串聯(lián)系統(tǒng)為例來討論 系統(tǒng)總壓差 P等于管路系統(tǒng) 除調(diào)節(jié)閥外的全部設備和管道的各局部阻力之和 的壓差 P2與調(diào)節(jié)閥的壓差 P1之和 圖6 15 以S表示調(diào)節(jié)閥全開時閥上壓差與系統(tǒng)總壓差 即系統(tǒng)中最大流量時動力損失總和 之比 以Qmax表示管道阻力等于零時調(diào)節(jié)閥的全開流量 此時閥上壓差為系統(tǒng)總壓差 于是可得串聯(lián)管道以Qmax作參比值的工作流量特性 如圖6 16所示 圖中S 1時 管道阻力損失為零 系統(tǒng)總壓差全降在閥上 工作特性與理想特性一致 隨著S值的減小 直線特性漸漸趨近于快開特性 等百分比特性漸漸接近于直線特性 所以 在實際使用中 一般希望S值不低于0 3 0 5 在現(xiàn)場使用中 如調(diào)節(jié)閥選得過大或生產(chǎn)在低負荷狀態(tài) 調(diào)節(jié)閥將工作在小開度 有時 為了使調(diào)節(jié)閥有一定的開度而把工藝閥門關小些以增加管道阻力 使流過調(diào)節(jié)閥的流量降低 這樣 S值下降 使流量特性畸變 調(diào)節(jié)質(zhì)量惡化 2 并聯(lián)管道的工作流量特性 調(diào)節(jié)閥一般都裝有旁路 以便手動操作和維護 當生產(chǎn)量提高或調(diào)節(jié)閥選小了時 只好將旁路閥打開一些 此時調(diào)節(jié)閥的理想流量特性就改變成為工作特性 圖6 17表示并聯(lián)管道時的情況 顯然這時管路的總流量Q是調(diào)節(jié)閥流量Q1與旁路流量Q2之和 即Q Q1 Q2 若以X代表并聯(lián)管道時調(diào)節(jié)閥全開時的流量Q1max與總管最大流量Qmax之比 可以得到在壓差 P為一定 而X為不同數(shù)值時的工作流量特性 如下圖所示 圖中縱坐標流量以總管最大流量Qmax為參比值 由圖可見 當x 1 即旁路閥逐漸打開 雖然閥本身的流量特性變化不大 但可調(diào)范圍大大降低了 調(diào)節(jié)閥關閉 即l L 0時 流量Qmin比調(diào)節(jié)閥本身的Q1min大得多 同時 在實際使用中總存在著串聯(lián)管道阻力的影響 調(diào)節(jié)閥上的壓差還會隨流量增加而降低 使可調(diào)范圍下降得更多些 調(diào)節(jié)閥在工作過程中所能調(diào)節(jié)的流量變化范圍更小 甚至幾乎不起調(diào)節(jié)作用 所以 采用打開旁路閥的調(diào)節(jié)方案是不好的 一般認為旁路流量最多只能是總流量的百分之十幾 即x值最小不低于0 8 綜合上述串 并聯(lián)管道的情況 可得如下結論 串 并聯(lián)管道都會使閥的理想流量特性發(fā)生畸變 串聯(lián)管道的影響尤為嚴重 串 并聯(lián)管道都會使調(diào)節(jié)閥的可調(diào)范圍降低 并聯(lián)管道尤為嚴重 串聯(lián)管道使系統(tǒng)總流量減少 并聯(lián)管道使系統(tǒng)總流量增加 串 并聯(lián)管道會使調(diào)節(jié)閥的放大系數(shù)減小 即輸入信號變化引起的流量變化值減少 串聯(lián)管道調(diào)節(jié)閥處于大開度時 s值降低對放大系數(shù)的影響更為嚴重 并聯(lián)管道調(diào)節(jié)閥處于小開度時 x值降低對放大系數(shù)的影響更為嚴重 四 調(diào)節(jié)閥的動態(tài)特性和變差 1 調(diào)節(jié)閥的動態(tài)特性調(diào)節(jié)閥的動態(tài)特性表示在動態(tài)過程中信號壓力與閥桿位移的關系 調(diào)節(jié)閥的橡膠膜頭是一個空間 它可以被看作一個氣容 從調(diào)節(jié)器到調(diào)節(jié)閥膜頭間的引壓管線有氣容和氣阻 所以管線和膜頭是一個由氣阻和氣容組成的一階滯后環(huán)節(jié) 其時間常數(shù)的大小取決于氣阻和氣容 當信號管線太長或太粗 膜頭氣室太大時 氣阻氣容就大 調(diào)節(jié)閥的時間常數(shù)也就大 這樣在調(diào)節(jié)閥接受調(diào)節(jié)器的控制信號的時候 由膜頭充氣到閥桿走完全行程的過程很長 增加了系統(tǒng)廣義過程的容量滯后 對控制不利 減小時間常數(shù)的措施 1 盡量縮短引壓管線的長度 例如在采用電動調(diào)節(jié)器時 電氣轉(zhuǎn)換器應裝在調(diào)節(jié)閥附近 2 選用合適的氣動管線 如 8 管徑過細 使氣阻增大 效果不好 管徑過粗 氣阻雖然減小 但氣容增大 完成氣壓變化所需要的時間就長 也不適宜 3 加裝傳輸滯后補償器 如引壓管線很長 或橡膠膜頭很大 可在閥門附近裝設繼動器 或采用閥門定位器 自調(diào)節(jié)器至繼動器 只有管線 沒有膜頭 氣容小 時間常數(shù)小 自繼動器至閥門 管線短 氣阻小 時間常數(shù)也小 總的時間常數(shù)要比兩者直接連接時小得多 2 調(diào)節(jié)閥的變差 調(diào)節(jié)閥的閥桿是一個可移動的部件 它與填料之間總有一定的摩擦 當閥門的填料函壓得過緊 或長時間未潤滑時 干摩擦力很大 膜頭上較小的氣壓變化推不動閥桿 這時會產(chǎn)生正反行程的變差 即在閥桿上升和下降時對應于同樣閥桿位置的氣壓不一樣 調(diào)節(jié)閥變差增大 對調(diào)節(jié)過程會產(chǎn)生不良影響 既使是時間常數(shù)和時滯都很小的流量過程 調(diào)節(jié)過程也會出現(xiàn)明顯的時間間隔變化 對于時間常數(shù)和時滯大的 如溫度控制過程 控制作用則更不及時 會引起持續(xù)振蕩 五 調(diào)節(jié)閥的選擇 選用調(diào)節(jié)閥時 一般要根據(jù)被調(diào)介質(zhì)的特點 溫度 壓力 腐蝕性 粘度等 調(diào)節(jié)要求 安裝地點等因素 參考各種類型調(diào)節(jié)閥的特點合理地選用 在具體選用時 一般考慮下列幾個主要方面的問題 1 調(diào)節(jié)閥的結構選擇 調(diào)節(jié)閥的結構選擇需要考慮到兩點 1 調(diào)節(jié)介質(zhì)的工藝條件 如溫度 壓力及介質(zhì)的物理 化學特性 如腐蝕性 粘度等 來選擇 例如強腐蝕介質(zhì)可采用隔膜閥 高溫介質(zhì)可選用帶翅形散熱片的結構形式 2 調(diào)節(jié)閥的結構形式確定以后 還需要確定調(diào)節(jié)閥的流量特性 即閥芯的形狀 一般是先按調(diào)節(jié)系統(tǒng)的特點來選擇閥的希望的流量特性 然后再考慮工藝配管情況來選擇相應的理想流量特性 使調(diào)節(jié)閥安裝在具體的管道系統(tǒng)中時 畸變后的工作流量特性能滿足調(diào)節(jié)系統(tǒng)對它的要求 目前使用比較多的是等百分比流量特性 2 調(diào)節(jié)閥氣開 氣關形式的選擇 氣開 氣關的選擇主要從工藝生產(chǎn)的安全要求出發(fā) 考慮原則是 信號壓力中斷時 應保證設備和操作人員的安全 如果閥處于打開位置時危害小 則應選用氣關式 以使氣源系統(tǒng)發(fā)生故障 即氣源中斷時 閥門能自動打開 保證安全 反之 閥處于關閉時危害小 則應選用氣開閥 例如 加熱爐燃料氣或燃料油應采用氣開式調(diào)節(jié)閥 即當信號中斷時應切斷進爐燃料 以免爐溫過高造成事故 又如調(diào)節(jié)進入設備易燃氣體的調(diào)節(jié)閥 也應選用氣開式 以防爆炸 若介質(zhì)為易結晶物料 則選用氣關式 以防堵塞 3 調(diào)節(jié)閥流量特性和口徑的選擇 調(diào)節(jié)閥口徑選擇得合適與否將會直接影響到調(diào)節(jié)效果 口徑選擇得過小 會使流經(jīng)調(diào)節(jié)閥的介質(zhì)達不到所需要的最大流量 在大的干擾情況下 系統(tǒng)會因介質(zhì)流量 即操縱變量的數(shù)值 的不足而失控 因而使調(diào)節(jié)效果變差 此時若企圖通過開大分路閥來彌補介質(zhì)流量的不足 則會使閥的流量特性產(chǎn)生畸變 口徑選擇得過大 不僅會浪費設備投資 而且會使調(diào)節(jié)閥經(jīng)常處于小開度工作 調(diào)節(jié)性能也會變差 容易使調(diào)節(jié)系統(tǒng)變得不穩(wěn)定 調(diào)節(jié)閥的口徑選擇是由調(diào)節(jié)閥流量系數(shù)C決定的 流量系數(shù)C的定義為 在給定的行程下 當閥兩端壓差為100kPa 流體密度為lg cm3時 流經(jīng)調(diào)節(jié)閥的流體流量 以m3 h表示 例如 某一調(diào)節(jié)閥在給定的行程下 當閥兩端壓差為100kPa時 如果流經(jīng)閥的水流量為40m3 h 則該調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)C值為40 調(diào)節(jié)閥的C值表示調(diào)節(jié)閥容量的大小 是表示調(diào)節(jié)閥流通能力的參數(shù) 因此 調(diào)節(jié)閥流量系數(shù)C亦可稱為調(diào)節(jié)閥的流通能力 對于不可壓縮的流體 且閥前后壓差P1 P2不太大 即流體為非阻塞流 時 其流量系數(shù)C的計算公式為 6 8 式中 流體密度 P1 P2 閥前后的差壓 kPa Q 流經(jīng)閥的流量 m3 h 從上式可以看出 如果調(diào)節(jié)閥前后壓差P1 P2保持為100kPa 流經(jīng)閥的水 lg cm3 流量Q即為該閥的C值 調(diào)節(jié)閥全開時的流量系數(shù)C100 即行程為100 時的C值 稱為調(diào)節(jié)閥的最大流量系數(shù)Cmax Cmax與調(diào)節(jié)閥的口徑大小有著直接的關系 因此 調(diào)節(jié)閥口徑的選擇實質(zhì)上就是根據(jù)特定的工藝條件 即給定的介質(zhì)流量 閥前后的壓差以及介質(zhì)的物性參數(shù)等 進行Cmax值的計算 然后按調(diào)節(jié)閥生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品目錄 選出相應的調(diào)節(jié)閥口徑 使得通過調(diào)節(jié)閥的流量滿足