調節(jié)閥流量控制器特點解析
2021-03-11標簽：流量控制器
調節(jié)閥流量控制器流量特性主要有直線、等百分比、快開和拋物線四種流量特性，昌暉儀表提醒用戶：調節(jié)閥流量控制器流量特性要根據系統(tǒng)的控制質量、工況條件、符合變化和被控對象來選擇。調節(jié)閥流量控制器是個局部阻力可以變化的節(jié)流件。對于不可壓縮流體，調節(jié)閥流量控制器的流量方程為：式中Q為調節(jié)閥流量控制器某一開度的流量；△P為調節(jié)閥流量控制器進出口壓差；Cv為調節(jié)閥流量控制器的流量系數(shù)；ρ為流體密度。
由上面的公式可知，調節(jié)閥流量控制器流量系數(shù)Cv與閥門的結構和開度有關。不同的閥芯，其流量系數(shù)Cv值與閥門開度之間都有固定的關系，這就是固有流量特性，在控制系統(tǒng)中，控制器的輸出信號控制調節(jié)閥流量控制器的開或關，也就改變了閥門阻力的大小，從而改變了被控流體的流量。不同的控制系統(tǒng)，需要選擇不同的調節(jié)閥流量控制器，調節(jié)閥流量控制器的選型首先需要確定閥芯的類型，即流量特性。流量特性就是流過調節(jié)閥流量控制器的相對流量與調節(jié)閥流量控制器相對開度間的關系，如下面公式所示：
流量特性就是流過調節(jié)閥流量控制器的相對流量與調節(jié)閥流量控制器相對開度間的關系式中Q為調節(jié)閥流量控制器某一開度時流量，mm3/s；Qmax為調節(jié)閥流量控制器全開時流量，mm3/s；L為調節(jié)閥流量控制器某一開度時行程，mm；Lmax為調節(jié)閥流量控制器全開時行程，mm。
調節(jié)閥流量控制器量特性包括理想流量特性和工作流量特性。理想流量特性是指在調節(jié)閥流量控制器進出口壓差固定不變情況下的流量特性，常見的有直線、快開、等百分比、拋物線特性，如圖所示：
直線流量特性
調節(jié)閥流量控制器的相對流量與相對開度呈直線關系，即單位相對行程變化引起的相對流量變化是一個常數(shù)。小開度時流量變化大，大開度時流量變化?。恍∝摵蓵r調節(jié)過于靈敏易振蕩，大負荷時調節(jié)平緩不及時，適應能力較差。
快開流量特性
在閥行程較小時，流量就有比較大的增加，很快達最大。小開度時流量很大，隨著行程的增大，閥門開度流量很快達到最大。常用在位式和程序控制的場合。
等百分比流量特性
單位行程變化引起流量變化的百分率是相等的。在全行程范圍內工作較平穩(wěn)，尤其在大開度時，放大倍數(shù)大、靈敏。應用廣泛，適應性強。
拋物線流量特性
特性介于直線特性和等百分比特性之間，使用上常以等百分比特性代之。調節(jié)性能較理想。
在實際應用中，調節(jié)閥流量控制器進出口的壓差是變化的，這時調節(jié)閥流量控制器相對流量與相對開度之間的關系稱為工作流量特性?？煞譃榇?lián)管道時和并聯(lián)管道時的工作流量特性。
調節(jié)閥流量控制器與管道串聯(lián)時，調節(jié)閥流量控制器開度的變化會引起流量的變化，流量改變，系統(tǒng)阻力也相應改變，由于閥門壓降分配的原因，會使理想的直線特性畸變?yōu)榭扉_特性，理想的等百分比特性畸變?yōu)橹本€特性。流量特性的畸變，將影響控制質量。
調節(jié)閥流量控制器與管道并聯(lián)時，由于旁路的作用，雖然調節(jié)閥流量控制器流量特性無變化，但系統(tǒng)的可調范圍縮小了，調節(jié)閥流量控制器能控制的流量變化范圍也大大減小，嚴重時甚至起不到調節(jié)作用。因此一般旁路流量不能超過總流量的20%。
為了實現(xiàn)控制，調節(jié)閥流量控制器通過調整開度來改變流量，而流量的改變將使調節(jié)閥流量控制器進出口的壓降發(fā)生變化。如果把上述過程繪制成流量與開度的對應關系曲線，再利用流量與壓降相交的軌跡就可以得到一條曲線，這條曲線就表示了閥門的實際流量特性。如果把流量與開度的對應關系理解成增益和靈敏度的關系，假定壓降△P為常數(shù)，從下圖可看出，線性閥的靈敏度是常數(shù)；而快開閥和等百分比閥的靈敏度則是變化的。為使控制系統(tǒng)穩(wěn)定，總希望系統(tǒng)的增益為常數(shù)。調節(jié)閥流量控制器是系統(tǒng)的組成部分，當然是常數(shù)增益最好。但實際應用中系統(tǒng)的增益大多不是常數(shù)。從理論上看，選擇調節(jié)閥流量控制器的流量特性，是為了補償控制系統(tǒng)中的非線性增益，要進行理論分析和計算很復雜。
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