第四章调节阀(自学)题稿.ppt

过程控制 第一篇 简单控制系统 第四章 调节阀 §4-1 气动调节阀结构 §4-2 调节阀的流量系数 §4-3 调节阀结构特性和流量特性 §4-4 气动调节阀选型 §4-1 气动调节阀结构 阀门定位器 气动薄膜调节阀实物图 执行机构 阀 阀门定位器 气动薄膜调节阀结构简图 执行机构 阀 公称直径Dg 阀座直径dg 2）阀： 1）执行机构：将气压 1.各部分的作用 →阀杆位移 阀杆位移 →调节流量Q 3）阀门定位器： Fi Ff 2）阀： 1）执行机构：将气压 1.各部分的作用 →阀杆位移 阀杆位移 →调节流量Q 3）阀门定位器：提高控制系统精度 2.执行器及阀门配合类型 §4-2 调节阀的流量系数 流量系数是表示调节阀通流能力的参数。它根据流量、阀两端的差压和流体的重度等确定。是选择阀门口径的参数 1.流量系数C的定义及其物理意义 我国规定的调节阀流量系数C为：在给定行程下，阀两端压差为0.1Mpa，水密度为1g/cm3时，流经调节阀的水的流量，以m3/h表示。阀全开时的流量系数为调节阀额定流量系数，以C100表示。它作为阀的基本参数由制造厂家提供用户。 表4.1 为根据C100选择阀门直径表 其它环境下不可压缩流体的流量系数，可根据能量守恒原理求出： 压力损失： Q p1 p2 F:阀通流截面积 ξν:阀阻力系数 ρ：流体密度 g:重力加速度 根据定义，当 时 其它环境下不可压缩流体的流量系数 2.流量系数计算公式 当流体不满足约定条件时，调节阀的流量系数就不能完全按照上述公式计算，可以考虑在原公式的基础上进行修正。主要考虑以下几方面的因素： 1）阻塞流对流量系数计算的影响。 液体 不阻塞 阻塞 气体 不阻塞 阻塞 蒸汽 不阻塞 阻塞 注：C用工程单位。即：压力为kgf/cm2，Q为体积流量m3/h，W为质量流量kg/h 2）低雷诺系数修正（液体） 有资料表明，当D/d在1.25~2.0之间时，Fp0.9,,因此除了在阻塞流情况下需要进行流量修正外，在非阻塞流时，只有球阀和蝶阀在D/d1.5时，才需要修正。 3）气体流量系数修正（可压缩流体） 4）管件形状修正 1.调节阀结构特性 快开阀 直线阀 抛物线阀 等百分比阀 §4-3 调节阀结构特性和流量特性 结构特性： *调节阀全关时，仍然有约5%的流量，这是为了防止卡瑟； 线性 PID *实际应用中常采用等百分比阀，因为对象特性往往是非线性的，即： K(Q) 2 调节阀的流量特性 1）理想流量特性 在调节阀前后差压固定时，有 即理想流量特性就是阀门的结构特性 根据 ∴ Q p1 p2 2）工作流量特性 （1） 串联管系调节阀工作流量特性 全开阀阻比： Σ Δ pe Δp Σ Δ p 流量特性畸变 流量特性： （2）并联管系调节阀工作流量特性 Δ p Q Qe QΣ 阀全开流量比 ： 流量特性： 流量特性畸变见p.81图4.20 小结 *在理想情况下，阀门流量特性就是阀门结构特性。 *串联在管道中的阀门流量特性发生畸变，随S100减小，调节范围减小，调节性能变差。 *并联在管道中的阀门流量特性发生畸变，随S100 减小，调节范围减小，调节性能变差。 *在设计管段时，管道中其他部件引起的差压应尽量小，这样可使流量特性发生畸变较少。 §4-4 气动调节阀选型 1 .调节阀结构形式的选择 2 .调节阀气开、气关形式的选择 选用原则：断气后，调节阀所处的位置应保证系统安全 3 .调节阀流量特性的选择 1）从改善控制系统控制质量考虑 2）从配管状况（S100值大小）考虑 4.调节阀口径的确定 1）确定主要计算数据 2）求调节阀应具有的流量系数CMAX 3）流量系数的圆整 4）选定调节阀口径 5）调节阀相对开度的验算 6）调节阀可调比验算