过程控制及仪表（过程控制系统篇）PPT电子教案课件-第三章 单回路控制系统2.ppt

第三章 单回路控制系统 过程控制及仪表 （过程控制系统篇） 第三节 控制阀流量特性选择及口径计算 阀的工作点基本不变，对象的工作点也基本不变 一、控制阀流量特性的选择 。化，即系统工作点稳定 基本不变基本不变化，量特性，工作过程中稳定。因为选了对数流 统工作点基本不变化，来保证系断变化，以使介质流量控制系统使阀杆位移不 ），的差压不断变化（干扰流量特性。这时阀两端也应不变化，应选对数 应不变化，作点应保持不变，干扰。这时，系统的工2、阀两端差压是主要 情况。稳定。这是非常理想的变化不大，系统工作点 变化都不大，因此，时，不论直线还是对数选直线、对数均可。这 变化不大。、变化不大，差压较恒定，阀门开度1、工作点较稳定，阀两端 分四种情况： ）。节的放大倍数视为常数）（变送器、调节器等环 常数确定工作流量特性的原则：使广义对象具有线性特性。即： 2、然后根据现场的配管情况，从工作流量特性推出理想流量特性。 选择步骤：1、根据对象特性，选择阀的工作流量特性； o kkk k o k o k kk o kk o k kk uu u uu u = 等百分比 阀的工作点变化，对象的工作点基本不变 第三节 控制阀流量特性选择及口径计算 见下图。 阀应选快开特性。随着流量增加而上升，流量特性。加而下降，阀应选对数 随着流量增，当对象特性是非线性时流量特性。是恒定的，阀应选直线 当对象特性是线性时，性考虑。变化。这时应从对象特随动系统，设定值不断 o k o k o k 3、 第三节 控制阀流量特性选择及口径计算 2、根据经验。 1、查手册中的图表 经验法： 2、经验法：工程设计中多采用。 1、理论方法：繁杂，不实用。 控制阀流量特性选择方法很多，可归结为理论计算法和经验法两大类。 ; 第三节 控制阀流量特性选择及口径计算 .s3.0s 3.06.0s 6.0s 想办法提高时，不适用于阀工作， 时，对数； 特性；时，工作特性就是理想 理想流量特性的确定： 与理想基 本一致 畸变 严重畸变 与理想基 本一致 畸变为 线性 严重畸变 第三节 控制阀流量特性选择及口径计算 第三节 控制阀流量特性选择及口径计算 二、控制阀的口径计算 阀中称为流通能力。称为流量系数，在控制 流量方程式为： （一）流通能力的计算 kv . 10qkv p2a q = r d x = p r d 计。数。以每小时流经阀的流量为流体密度 为其两端压差被定义为：阀全开时，流通能力 h/m,cm/g papkv d 1 10 3 3 5 r ）（原为,cm/kgf. 2 01 第三节 控制阀流量特性选择及口径计算 第三节 控制阀流量特性选择及口径计算 第三节 控制阀流量特性选择及口径计算 第三节 控制阀流量特性选择及口径计算 阻塞流和压力恢复系数 根据流体的能量守恒定律 可知，在阀芯、阀座处，由于节 流作用而在下游处产生一个缩流 ，随着阀内流通面积的增大，流 体的流速减小，由于相互摩擦， 部分能量转变为内能，大部分静 压被恢复，形成了阀门压差p （不可恢复压力损失）。也就是 说，流体在节流处的压力急剧下 降，并在节流通道中逐步恢复。 但已不能恢复到p1值。 . 10qkv = p r d 为理想公式，实际应用时需要修正，以阻塞流影响最大。 第三节 控制阀流量特性选择及口径计算 。也会出现上述极限流量产生闪蒸和空化作用， 汽化，即压差增加到足以使液体当介质为液体时，一旦 量也不会再增加。使进一步增加压力，流 限，这时即调节阀的流量将达到极到某一临界值时，通过 压差达具有可压缩性，当阀的当介质为气体时，由于 若以pvc表示缩流面处的压力，则当pvc小于入 口温度下流体介质的饱和蒸汽压力pv（查表可知）时 ，会形成闪蒸。pvc继续降低就会形成阻塞流。pvc用 pvcr表示。 pvcr=ffpv ff 为液体临界压力比系数，与液体性质有关系，查表 可知其值。 断面的临界压差。为产生阻塞流时，缩流式中， 来描述：用压力恢复系数为了说明这一特性，可处及下游，阻塞流产生于缩流 l l pcr pvcr pcr f f d d = 第三节 控制阀流量特性选择及口径计算 （p1-p2）cr = p1-pvcr dpcr=fl2（p1-pvcr） dp pcr=当d无阻塞流发生。否则产生阻塞流，计算流量系数kv时，fl2（p1-ffpv） dp需要以dpcr代替。 第三节 控制阀流量特性选择及口径计算 阻塞流情况： 第三节 控制阀流量特性选择及口径计算 第三节 控制阀流量特性选择及口径计算 （二）、口径计算步骤 径，再验算至合格。 值和口，需重定控制阀口径合格，否则上述各项合格，则所选 实际可控比验算。 开度验算。 。值，获得口径值。见表并接近的一档 大于式的标准系列中，选取值，在所选用的产品形根据 。、最小流量时的流通能力 、值计算公式，求取最大况，选用合适的根据控制介质类型和工 开时的差压。值，然后计算控制阀全根据系统特点选择 。和最小工作流量工作流量 ，决定计算的最大设备负荷及介质的状况根据现有的生产能力、 c. . . 6c cc. cc c. s. qq . maxmax minmax minmax 7 6 5 3