17 執(zhí)行器(二)

1、主要內(nèi)容,控制閥的可調(diào)比 理想可調(diào)比和實(shí)際可調(diào)比 控制閥的流量特性 理想流量特性和工作流量特性,一、控制閥的可調(diào)比,理想可調(diào)比控制閥前后壓差不變時(shí)的可調(diào)比，取決于閥芯結(jié)構(gòu) 實(shí)際可調(diào)比考慮閥前后壓差變化因素時(shí)的可調(diào)比，取決于閥芯結(jié)構(gòu)和配管狀況,控制閥的可調(diào)比(也稱可調(diào)范圍)就是控制閥所能控制的最大流量和最小流量之比，用符號(hào)R表示。, 理想可調(diào)比,理想可調(diào)比等于最大流量系數(shù)與最小流量系數(shù)之比，它反映了控制閥調(diào)節(jié)能力的大小。 由于閥芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和加工的限制，Kvmin不能太小，因此理想可調(diào)比一般均小于50，目前統(tǒng)一設(shè)計(jì)時(shí)取R30。, 串聯(lián)管道的實(shí)際可調(diào)比,串聯(lián)管道可調(diào)比特性,結(jié)論：在串聯(lián)管道下，s值越

2、小，即串聯(lián)管道的阻力損失越大時(shí)，實(shí)際可調(diào)比越小。,如右圖所示的串聯(lián)管道，隨著流量的增加，管道的阻力損失也增加。若系統(tǒng)的總壓差p不變，則分配到控制閥上的壓差相應(yīng)減小，這就使控制閥通過的最大流量減小，控制閥的實(shí)際可調(diào)比降低。,并聯(lián)管道的實(shí)際可調(diào)比,并聯(lián)管道可調(diào)比特性,并聯(lián)管道相當(dāng)于控制閥的旁路閥打開一定的開度，如右圖所示。,令x為控制閥全開時(shí)的流量與總管最大流量之比，即：,所謂流量特性，是指介質(zhì)流過閥門的相對(duì)流量與閥門的相對(duì)位移之間的關(guān)系，即,二、控制閥的流量特性,Q/Qmax 相對(duì)流量，即控制閥某一開度流量與全開流量之比 l/L相對(duì)開度，即控制閥某一開度行程與全開行程之比,理想流量特性閥前后壓差

3、不隨開度而變化時(shí)的流量特性，也稱固有流量特性，取決于閥芯形狀。 工作流量特性閥前后壓差隨開度而變化時(shí)的流量特性，取決于閥芯形狀和配管狀況。, 理想流量特性 *,主要有直線、等百分比、拋物線及快開四種。,1 快開；2 直線；3 拋物線；3 修正拋物線；4 等百分比,直線流量特性,直線流量特性是指控制閥相對(duì)流量與相對(duì)位移成直線關(guān)系，即,直線流量特性的控制閥，其放大系數(shù)是常數(shù)； 流量的相對(duì)變化是不同的 小開度時(shí)，流量的相對(duì)變化大； 大開度時(shí)，流量的相對(duì)變化小。 控制閥的特點(diǎn)： 小開度時(shí)，因靈敏度高而不易控制， 甚至產(chǎn)生振蕩； 大開度時(shí)調(diào)節(jié)緩慢，不夠及時(shí)。,等百分比流量特性,等百分比流量特性是指單位相

4、對(duì)位移變化所引起的相對(duì)流量變化與此點(diǎn)的相對(duì)流量成正比關(guān)系，即,等百分比流量特性的控制閥，其放大系數(shù)隨閥門開度的增加而增大。 流量的相對(duì)變化是一個(gè)常數(shù)（百分比相等） 控制閥的特點(diǎn)： 小開度時(shí)流量小，流量變化也小，調(diào)節(jié)緩和平穩(wěn)； 大開度時(shí)流量大，流量的變化也大，調(diào)節(jié)靈敏有效。,拋物線流量特性,拋物線流量特性是指單位相對(duì)位移變化所引起的相對(duì)流量變化與此點(diǎn)的相對(duì)流量的平方根成正比關(guān)系，即,快開流量特性,該流量特性在開度較小時(shí)就有較大的流量，隨著開度的增大，流量很快就達(dá)到最大。此后再增加開度，流量變化非常小，故稱為快開特性。,快開特性控制閥適用于迅速啟閉的切斷閥或雙位控制系統(tǒng)。,例題1,例題2,例題3,

5、已知閥的最大流量Qmax=100m3/h，可調(diào)范圍R=30。試分別計(jì)算直線流量特性和等百分比流量特性下閥的相對(duì)位移為=0.1、0.2、0.8、0.9時(shí)的流量值Q，并比較不同理想流量特性的控制閥在小開度與大開度時(shí)的流量變化情況。,直線流量特性:,分別在公式中代入數(shù)據(jù)Qmax=100m3/h，R=30，l/L=0.1、0.2、0.8、0.9得：Q0.1=13 m3/h Q0.2=22.67 m3/h Q0.8=80.67 m3/h Q0.9=90.33 m3/h,等百分比流量特性:,分別在公式中代入數(shù)據(jù)Qmax=100m3/h，R=30，l/L=0.1、0.2、0.8、0.9得： Q0.1=4.6

6、8 m3/h Q0.2=6.58 m3/h Q0.8=50.65 m3/h Q0.9=71.17 m3/h,對(duì)于直線流量特性的控制閥，相對(duì)位移由10%變化到20%時(shí)，流量變化的相對(duì)值為：,可見，對(duì)于直線流量特性的控制閥，在小開度時(shí)（10%處），位移變化10%，流量增加74.4%；在大開度時(shí)（80%處），位移同樣變化了10%，流量只在原有基礎(chǔ)上增加12%，控制作用很弱，控制不夠及時(shí)、有力。,相對(duì)位移由80%變化到90%時(shí)，流量變化的相對(duì)值為:,對(duì)于等百分比流量特性的控制閥，相對(duì)位移由10%變化到20%時(shí)，流量變化的相對(duì)值為：,可見，對(duì)于等百分比流量特性的控制閥，不管是小開度（10%處）還是大開度

7、（80%處）時(shí)，位移變化10%，流量在原來基礎(chǔ)上變化的相對(duì)百分?jǐn)?shù)是相等的，都是40%。 小開度時(shí)，流量變化小，控制緩和平穩(wěn)；大開度時(shí)，流量變化大，控制靈敏及時(shí)。,相對(duì)位移由80%變化到90%時(shí)，流量變化的相對(duì)值為:, 工作流量特性,在實(shí)際使用中，控制閥總是與工藝設(shè)備、管道等串聯(lián)或并聯(lián)使用，因此閥前后壓差會(huì)因阻力損失而變化，致使流量特性發(fā)生變化。 工作流量特性取決于閥芯形狀和配管狀況。,串聯(lián)管道時(shí)工作流量特性,由于,則可得,s=1時(shí)，實(shí)際工作特性和理想工作特性一致 隨著s的減小，不僅閥全開時(shí)的流量減小，而且流量特性發(fā)生畸變 （直線特性趨近于快開特性，等百分比特性則趨近于直線特性） 小開度時(shí)放大系數(shù)變大，調(diào)節(jié)不穩(wěn)定；大開度時(shí)放大系數(shù)減小，調(diào)節(jié)遲鈍，影響控制質(zhì)量。 s越小，影響越大。在實(shí)際使用中通常希望s值不低于0.3,串聯(lián)管道時(shí)控制閥的工作流量特性,并聯(lián)管道時(shí)工作流量特性,并聯(lián)管道時(shí)控制閥的工作流量特性（以Qmax為參比值）,由圖可見，打開旁路雖然閥本身的流量特性變化不大，但可調(diào)比大大降低了；同時(shí)系統(tǒng)中總有串連管道阻力的影響，閥上的壓差會(huì)隨流量的增加而降低，使系統(tǒng)的可調(diào)比下降得更多，這將使控制閥在整個(gè)行程內(nèi)變化時(shí)所能控制的流量變化 很小，甚至幾乎不起調(diào)節(jié)作用。一般認(rèn)為旁路流量只能是總流量的百分之十幾，即x值不能低于0.8。,結(jié)論,串、并聯(lián)管道都會(huì)使理想流量特性發(fā)