17 执行器(二)

1、主要内容,控制阀的可调比 理想可调比和实际可调比 控制阀的流量特性 理想流量特性和工作流量特性,一、控制阀的可调比,理想可调比控制阀前后压差不变时的可调比，取决于阀芯结构 实际可调比考虑阀前后压差变化因素时的可调比，取决于阀芯结构和配管状况,控制阀的可调比(也称可调范围)就是控制阀所能控制的最大流量和最小流量之比，用符号R表示。, 理想可调比,理想可调比等于最大流量系数与最小流量系数之比，它反映了控制阀调节能力的大小。 由于阀芯结构设计和加工的限制，Kvmin不能太小，因此理想可调比一般均小于50，目前统一设计时取R30。, 串联管道的实际可调比,串联管道可调比特性,结论：在串联管道下，s值越

2、小，即串联管道的阻力损失越大时，实际可调比越小。,如右图所示的串联管道，随着流量的增加，管道的阻力损失也增加。若系统的总压差p不变，则分配到控制阀上的压差相应减小，这就使控制阀通过的最大流量减小，控制阀的实际可调比降低。,并联管道的实际可调比,并联管道可调比特性,并联管道相当于控制阀的旁路阀打开一定的开度，如右图所示。,令x为控制阀全开时的流量与总管最大流量之比，即：,所谓流量特性，是指介质流过阀门的相对流量与阀门的相对位移之间的关系，即,二、控制阀的流量特性,Q/Qmax 相对流量，即控制阀某一开度流量与全开流量之比 l/L相对开度，即控制阀某一开度行程与全开行程之比,理想流量特性阀前后压差

3、不随开度而变化时的流量特性，也称固有流量特性，取决于阀芯形状。 工作流量特性阀前后压差随开度而变化时的流量特性，取决于阀芯形状和配管状况。, 理想流量特性 *,主要有直线、等百分比、抛物线及快开四种。,1 快开；2 直线；3 抛物线；3 修正抛物线；4 等百分比,直线流量特性,直线流量特性是指控制阀相对流量与相对位移成直线关系，即,直线流量特性的控制阀，其放大系数是常数； 流量的相对变化是不同的 小开度时，流量的相对变化大； 大开度时，流量的相对变化小。 控制阀的特点： 小开度时，因灵敏度高而不易控制， 甚至产生振荡； 大开度时调节缓慢，不够及时。,等百分比流量特性,等百分比流量特性是指单位相

4、对位移变化所引起的相对流量变化与此点的相对流量成正比关系，即,等百分比流量特性的控制阀，其放大系数随阀门开度的增加而增大。 流量的相对变化是一个常数（百分比相等） 控制阀的特点： 小开度时流量小，流量变化也小，调节缓和平稳； 大开度时流量大，流量的变化也大，调节灵敏有效。,抛物线流量特性,抛物线流量特性是指单位相对位移变化所引起的相对流量变化与此点的相对流量的平方根成正比关系，即,快开流量特性,该流量特性在开度较小时就有较大的流量，随着开度的增大，流量很快就达到最大。此后再增加开度，流量变化非常小，故称为快开特性。,快开特性控制阀适用于迅速启闭的切断阀或双位控制系统。,例题1,例题2,例题3,

5、已知阀的最大流量Qmax=100m3/h，可调范围R=30。试分别计算直线流量特性和等百分比流量特性下阀的相对位移为=0.1、0.2、0.8、0.9时的流量值Q，并比较不同理想流量特性的控制阀在小开度与大开度时的流量变化情况。,直线流量特性:,分别在公式中代入数据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:,分别在公式中代入数据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,对于直线流量特性的控制阀，相对位移由10%变化到20%时，流量变化的相对值为：,可见，对于直线流量特性的控制阀，在小开度时（10%处），位移变化10%，流量增加74.4%；在大开度时（80%处），位移同样变化了10%，流量只在原有基础上增加12%，控制作用很弱，控制不够及时、有力。,相对位移由80%变化到90%时，流量变化的相对值为:,对于等百分比流量特性的控制阀，相对位移由10%变化到20%时，流量变化的相对值为：,可见，对于等百分比流量特性的控制阀，不管是小开度（10%处）还是大开度

7、（80%处）时，位移变化10%，流量在原来基础上变化的相对百分数是相等的，都是40%。 小开度时，流量变化小，控制缓和平稳；大开度时，流量变化大，控制灵敏及时。,相对位移由80%变化到90%时，流量变化的相对值为:, 工作流量特性,在实际使用中，控制阀总是与工艺设备、管道等串联或并联使用，因此阀前后压差会因阻力损失而变化，致使流量特性发生变化。 工作流量特性取决于阀芯形状和配管状况。,串联管道时工作流量特性,由于,则可得,s=1时，实际工作特性和理想工作特性一致 随着s的减小，不仅阀全开时的流量减小，而且流量特性发生畸变 （直线特性趋近于快开特性，等百分比特性则趋近于直线特性） 小开度时放大系数变大，调节不稳定；大开度时放大系数减小，调节迟钝，影响控制质量。 s越小，影响越大。在实际使用中通常希望s值不低于0.3,串联管道时控制阀的工作流量特性,并联管道时工作流量特性,并联管道时控制阀的工作流量特性（以Qmax为参比值）,由图可见，打开旁路虽然阀本身的流量特性变化不大，但可调比大大降低了；同时系统中总有串连管道阻力的影响，阀上的压差会随流量的增加而降低，使系统的可调比下降得更多，这将使控制阀在整个行程内变化时所能控制的流量变化 很小，甚至几乎不起调节作用。一般认为旁路流量只能是总流量的百分之十几，即x值不能低于0.8。,结论,串、并联管道都会使理想流量特性发