调节阀的特性 [复制链接]

    调节阀的流量特性是通过阀门的流量与在０～１００％范围内变化的阀瓣位移之间的关系。
    阀门流量特性主要有四种。即，快速开启流量特性、线性流量特性、等百分率流量特性和改进抛物线流量特性。
    在阀门低开度范围内，快速开启流量特性可以提供很大的流量，并且有令人满意的线性关系。在阀门开度继续增加时，流量的增加开始急剧下降。当阀门开度接近全开位置时，流量变化接近于零
。
    在调节阀中，快开特性主要用于阀门开始开启时就必须迅速形成流量的通- 断操作。在泄放阀里的应用就是最好的例子。由于快开特性在最大流量７０％范围内基本上呈线性关系，所以通常在许
多操作中规定用线性特性的地方，可以采用快开特性。
    线性流量特性曲线表示流量与阀门开度成正比。这种比例关系具有斜率不变的特征。因此不但具有恒定的压力降，而且在所有流量下都具有相同的放大系数。
    对于液位控制或需要放大系数恒定的流量控制操作，通常规定用线性阀。由上所述，在推荐线性特性的场所，可以使用快开特性。假如驱动装置里没有非线性区域，那么尽管控制器必须在较宽的
比例范围里调节操作，但仍然可以得到相同的控制器精度。
在等百分率流量特性的情况下，相同的阀门开度增量会引起流量变化的百分率相同。该流量变化始终与阀门位置改变前的流量正好成正比。在阀瓣靠近阀座位置时，流量很小；在大流量的情况下，流
量变化很大。

图14-3  流量特性曲线
    具有等百分率流量特性的阀门，一般用于压力控制操作和其它应用场合，在这种场合，压降的大部分由系统吸收，在控制阀内只相对地用到了很小的百分率。等百分率阀的特性也可用于压力降变
化很大的场所。
    改进抛物线流量特性曲线位于线性与等百分率之间。考虑到经济性，这种流量特性平常用得不多。它能代替线性或等百分率特性，但性能稍有变化。
    下面研究这四种流量特性的最后一个问题。我们把阀门的特性定义为通过阀门的流量和在0-100%变化的阀门开度之间存在的关系。通过阀门的流量又是通过阀门的压力降的函数。由于在一种预定
的操作系统中压力降是不变的，但对不同的操作系统它又是不同的。因此，只有在不改变压力降的同样条件下才能将一个阀门同另一个阀门进行比较。当压力降保持不变时，流量与阀门开度之间的关
系称为固有流量特性。但是，我们必须记住还有一个实际安装中所得到的安装流量特性。固有流量特性与安装流量特性的相互比较将在后面件细讨论。
五、快开流量特性
具有快开流量特性的阀门有几种结构，但出现最早的是圆形的平板，在平板升高离开阔座环后，可以开启一个圆柱形的流体通道。其典型结构加图14-4所示。
    阀瓣开度即使很小也能得到相当大的阀座阀瓣之间的环形圆柱通道面积，这就是“快开”名称的由来，也是图14-3里的流量曲线造成开始部分斜度很大的原因。
我们很容易看出，这种阀门对于每一相同的开度增量会增加相同的通道面积。这就是流量曲线的初始部分是线性的原因。随着阀门开度的增加，其通道面积将持续增加。然而该圆柱形流道不是影响通
道面积的唯一因素。因为流体必须通过阀门的通道，并且在阀门的通道区域内停留，这些都与阀门的开度无关。当由阀门开度而产生的阀座处的流道面积大于阀门通道面积时，阀门通道对流动的限制
大于环形圆柱面积对流动的影响。

图 14-4典型的快开阀
    简单的几何学问题表明，在阀门开度等于１／４的阀门通道直径时，由阀门开度产生的流道面积等于阀门通道面积。这就是流量曲线上斜率开始迅速减小的那一点。此后，从图14-3中可以看到，
随着阀门的开度进一步增加，尽管流量增加很少，但它还是继续增大。
    为了了解这种流动状态，有必要把通道面积和由阀门开度产生的流道面积看作是阀门内的两处流动阻碍。由于阀门开度小，所产生的流动面积是对流动的主要阻碍，因此随着位移增加，流量随开
度呈线性增加。这种关系一直持续到阀门开度达到阀门通道直径的１／４。这时，通道面积等于产生的流道面积，同时通道面积变成了总流动阻力中的一项重要因素。阀门开度增加到超过这一点后，
所增加的流道面积与通道面积相比，其阻力影响变得很小。因此，流量的增加就不太取决于位移了。
六、线性流量特性
阀门内部零件特有的外形，能够使阀门在整个开度范围内保持线性流量特性。这种外形改变了快开阀门的特性，使之在低流量区域内的单位开度所得到的通道面积较小，这就是图14-3的线性流量曲线
的斜率比快开曲线的斜率小的原因。值得注意的是，不管怎样，在整个开度范围内，线性流量曲线的斜率都是相同的。相同的开度引起相同的流量增量。表示线性流量特性的方程是：