调节阀门放大系数 [复制链接]

    阀门流量特性的作用是通过改变阀门的放大系数来校正工艺过程中随着负荷变化而变化的放大系数。阀门的放大系数代表其输出流量对输入变化的灵敏度。输入变化就是阀门的开度变化。高放大
系数的阀门，在阀门开度变化较小的情况下会产生较大的流量变化。
    图14-3所示流动曲线的斜率表示流量对阀门开度变化的灵敏度。斜率越大，对一个给定开度增量的流量变化也越大。因此陡峭的斜率所具有的放大系数高，角度小的斜率所具有的放大系数低。
    通过观察流量曲线可以明显地看到，对大多数曲线来说，放大系数是开度的函数。这当然表明了阀门特性的全部含义。只有线性阀门的流量特性，其放大系数在整个流量范围间保持不变。快速开
启阀在低流量区域内的放大系数较大，但到曲线的高流量区域时，成为非线性关系，其放大系数急剧减小。
    在低流量区域内，等百分率曲线和改进抛物线曲线都呈现低的阀门放大系数。但当负荷增加时，放大系数明显增大。这两种曲线初始时的差异是阀门放大系数增加的速率不同。等百分率曲线，在
低流量时的放大系数较小，但到高流量时放大系数迅速变大。
十、固有特性与安装特性的比较
    通过改变阀门内部零件的外形，可得到上述流量关系，使流量与阀门开度保持一种预定的关系。也就是说，这种特殊的流量关系是由阀门设计所特定的固有关系。但是，通过阀门的流量不仅与通
道面积有关。尽管阀门通道面积是不变值，但使流体经过阀门的压力降变化也会引起流量的波动。
    一般来说，通过阀门的流量是压力降和开度的函数。因此，在实验室里试验阀门时，只有使压力降保持稳定，才能使流量与阀门开度保持精确的函数关系。依靠压力降保持稳定所得到的流量曲线
叫做固有流量特性。图14-3所示的流动曲线完全是用稳定的压力降得到的固有流量特性。

图14-5随着△P变化的阀门放大系数变化，点（ａ）是低
△P的流动条件，点（ｂ）是高△P的流动条件

图14-6 △P增加时，线性阀门的安装流量特性
在实际操作中，阀门当然是安装在容许压力降有变化的系统中。因此，流量与开度的关系不同于固有流动特性。在这种条件下得到的流量与开度的关系叫做安装流量特性。
    安装流量特性取决于阀门的固有流量特性和安装阀门的系统的流量特性。可以举例帮助我们搞清这个问题。实际上可以任何阀门特性为例，但为了方便起见这里仅以线性阀门为例。
图14-3的流量曲线是用等分率表示流量和开度而绘成的。在用这种方法使流量曲线规范化时，具有相同流量特性的每个阀门都会有相同的结果。也就是说，所有线性阀将会出现完全相同的斜率。如果
用实际流量单位（Gal/l）与实际开度单位（in）来绘制这些相同的线性阀，那么每个不同的阀将会有不同的斜率，因为每单位开度的流量变化对于每个阀门来说都是不同的。

图14-7 △P减小时，线性阀门的安装流量特性
    通过阀门的压力降也会影响由开度变化而发生的流量变化。在流体通过阀门时，保持稳定的大压力降条件下比保持稳定的小压力降条件下所产生的单位开度的流量变化大。图14-5 中的一组线性流
量曲线表明了上述关系。图中说明最陡的斜率与最高的压力降有关。
    假定把一个线性阀门安装在一个通过阀门的压力降随负荷流量增大而增高的系统里，那么在低负荷流量和相应的小开度下，压力降也是低的。这种流量条件用图14-5里的较低流量曲线上的点（ａ
）表示。
随着负荷流量增大，开度增加，通过阀门的△P也增高，图14-5中，因为一条曲线都表示一个稳定的压力降，所以很明显，必须把这种新的流量条件绘在较高压力降曲线上的点（ｂ）。
    由于流量连续增大，△P也连续增高，因此流量的数据点将连续地向越来越陡的方向漂移。在图14-6中，将这些数据点全部连接起来，所得到的新曲线就是这种线性阀门的安装流量特性曲线。
    尽管这种阀门的固有流量特性是一条直线，但是，把它安装在通过它的压力降随负荷流量增大而增高的特定系统里时，其安装流量特性很接近于等百分率特性。如果用不同的方法，使压力降随流
量一起变化，那么所得到的安装流量特性也将不同。图14-7表示把同一种阀安装在通过它的压力降随负荷流量增大而降低的系统里时，所呈现出的快速开启式特性曲线。
    在这里，必须着重指出的是，对任何给定的阀门，可能会有许多不同的安装流量特性。为了真正弄清各种阀在系统里所呈现的这种流量特性，必须了解整个系统的流量与压力降特性。如果系统条
件已知，Lloyd和Anderson为给定的固有流量特性的阀门推荐了一种确定安装流量特性的简单图解法。更重要的是，我们可以用这种方法，来选择需要产生理想的安装特性所要求的固有特性。所需要的
安装特性应由系统的动态分析来确定，以便使阀门的放大系数准确地校正工艺过程中的放大系数变化。
    许多工艺过程的放大系数是随着负荷的变化而变化的。这种放大系数的变化能够使回路性能产生不同的变化，甚至于使系统发生不稳定状态。为了保持系统性能的稳定，必须对工艺过程的放大系
数变量进行校正。控制阀是完成这种校正任务的最有效的设备。
综上所述，阀门特性研究的复杂程度是可以想象的，但是本章所讨论的基本原理能够大大地有助于选择正确的阀门特性。