线性流量阀的设计问题
多孔式套筒控制阀节流孔的设计
｜ Control Valve Magazine ｜ July 201670设计与制造文/吴建曼 陈志滔 浙江金锋自动化仪表有限公司The Design of Throttling Holes for Multi-holes Cage Guided Control Valve阀笼节流孔的设计引言在工业自动化流体控制系统中，控制阀是得到广泛应用的流体控制设备之一，用来调节系统的流量或者压力参数。
当阀门前后压差较大时介质流过控制阀节流处，由于节流口面积的急剧变化，流通面积缩小，流速升高，压力下降，易产生阻塞流，出现闪蒸空化现象，这种现象是诱发阀内件破坏以及噪音的主要原因。
当阀门前后压差不大时，介质正常流动选用常规的控制阀即可满足要求。
而当压差较大时，为了降低噪音以及消除气蚀的破坏，我们必须要采用多孔式套筒控制阀来解决这个问题。
多孔式套筒控制阀降压的原理是采用了带有多孔式节流的阀笼，当介质从各对小孔喷射进去后，介质从各阀笼的小孔流过，分担总压差的一部分。
各个阀笼的局部压差能防止液体压力低于汽化压力，消除气泡的形成。
根据阀门前后压差的不同阀内件可设计成一级降压，二级降压，三级降压，这种阀内件的设计在国内外的各个厂家中都是十分常见的。
其中最著名的就是Fisher公司的Cavitrol系列阀内件（见图1）。
对于工程师来说该类型阀内件的结构设计是不复杂的只要根据阀门的腔体将多个套筒阀笼相互嵌套形成一个降压阀笼组放置在阀体内即可；而真正的难点在于如何根据给定的额定Cv值以及流量特性来确定阀笼上的孔大小，数本文介绍如何根据给定的额定Cv值来对多孔式套筒控制阀阀笼上的节流孔进行设计，节流孔的设计包括孔大小、数量以及排列形式的确定。
再利用CFD软件对设计方法进行流体模拟分析来论证计算方法的准确性，为广大控制阀设计人员提供一种计算方法。
图1 Cavitrol系列阀内件量以及排列形式，额定Cv值以及流量特性对于一台控制阀的调节性能是至关重要的。
调节阀流量系数计算公式和选择数据
调节阀流量系数计算公式和选择数据调节阀是工业生产过程中常用的一种流量控制设备，通过改变阀门开度实现流量的调节和控制。
调节阀的流量特性是一个非线性曲线，通常通过流量系数来描述。
流量系数是指，在单位压差下，通过阀门所能流过的液体的流量与阀门的开度之间的关系。
调节阀流量系数计算公式通常包含两个主要参数：阀门的开度和压差。
常见的调节阀流量系数计算公式有两种：流量系数计算公式和修正流量系数计算公式。
1.流量系数计算公式流量系数计算公式通常为以下形式：Cv=Q/√ΔP其中，Cv是调节阀的流量系数，Q是通过调节阀的液体流量，ΔP是压差。
2.修正流量系数计算公式修正流量系数计算公式是对流量系数计算公式进行修正，考虑了液体的特性、密度、黏度等因素，通常为以下形式：Cv=Q/√(SG*ΔP)其中，Cv是修正流量系数，Q是通过调节阀的液体流量，ΔP是压差，SG是液体的相对密度。
选择数据通常包括以下几个方面：1.流量范围根据实际工艺要求和流体特性，确定调节阀的流量范围。
包括最小流量、额定流量和最大流量。
2.压差范围根据实际工艺情况和管路布局，确定调节阀的压差范围。
包括最小压差、额定压差和最大压差。
3.流体特性根据液体的物理、化学特性，选择适合的调节阀型号。
包括液体的温度、压力、粘度、相对密度等参数。
4.调节特性根据实际工艺要求，选择适合的调节阀调节特性。
常见的调节特性有线性、等百分比、快开、快关等。
5.阀门材质根据液体的化学性质，选择适合的阀门材质。
常见的阀门材质有铸钢、不锈钢、铸铁、黄铜等。
十五种常用阀门结构及工作原理（带示意图）
⼗五种常⽤阀门结构及⼯作原理（带⽰意图）阀门有哪些种类？其结构及⼯作原理在这⾥给⼤家分类总结：1.截断阀类主要⽤于截断或接通介质流。
包括闸阀、截⽌阀、隔膜阀、球阀、旋塞阀、蝶阀、柱塞阀、仪表针型阀等。
2.调节阀类主要⽤于调节介质的流量、压⼒等。
包括调节阀、节流阀、减压阀等。
3.⽌回阀类⽤于阻⽌介质倒流。
包括各种结构的⽌回阀。
4.分流阀类⽤于分离、分配或混合介质。
包括各种结构的分配阀和疏⽔阀等。
5.安全阀类⽤于介质超压时的安全保护。
包括各种类型的安全阀。
⼀、闸阀靠阀板的上下移动，控制阀门开度。
阀板象是⼀道闸门。
闸阀关闭时，密封⾯可以只依靠介质压⼒来密封，即只依靠介质压⼒将闸板的密封⾯压向另⼀侧的阀座来保证密封⾯的密封，这就是⾃密封。
⼤部分闸阀是采⽤强制密封的，即阀门关闭时，要依靠外⼒强⾏将闸板压向阀座，以保证密封⾯的密封性。
闸阀的种类,按密封⾯配置可分为楔式闸板式闸阀和平⾏闸板式闸阀, 楔式闸板式闸阀⼜可分为: 单闸板式、双闸板式和弹性闸板式；平⾏闸板式闸阀可分为单闸板式和双闸板式。
按阀杆的螺纹位置划分，可分为明杆闸阀和暗杆闸阀两种。
国内⽣产闸阀的⼚家⽐较多，连接尺⼨也⼤多不统⼀。
性能特点：优点：1、流动阻⼒⼩。
阀体内部介质通道是直通的，介质成直线流动，流动阻⼒⼩。
2、启闭时较省⼒。
是与截⽌阀相⽐⽽⾔，因为⽆论是开或闭，闸板运动⽅向均与介质流动⽅向相垂直。
3、⾼度⼤，启闭时间长。
闸板的启闭⾏程较⼤，降是通过螺杆进⾏的。
4、⽔锤现象不易产⽣。
原因是关闭时间长。
5、介质可向两侧任意⽅向流动，易于安装。
闸阀通道两侧是对称的。
6、结构长度(系壳体两连接端⾯之间的距离)较⼩。
7、形体简单, 结构长度短，制造⼯艺性好，适⽤范围⼴。
8、结构紧凑，阀门刚性好，通道流畅，流阻数⼩，密封⾯采⽤不锈钢和硬质合⾦，使⽤寿命长，采⽤PTFE填料．密封可靠．操作轻便灵活．缺点：密封⾯之间易引起冲蚀和擦伤，维修⽐较困难。
外形尺⼨较⼤，开启需要⼀定的空间，开闭时间长。
阀门流量测量原理
阀门流量测量原理阀门流量测量是指通过对阀门进行控制和监测，来实现对流体流量的测量和调节。
阀门是流体控制系统中的重要组件，广泛应用于工业生产、能源开发、环境保护等领域。
阀门流量测量原理是基于流体力学和控制理论的基础上，结合阀门的工作原理和特性，通过测量阀门的开度、压力、流速等参数，来推导出流体的流量。
阀门流量测量的原理主要包括以下几个方面：1. 阀门流量特性阀门的流量特性是指阀门开度和流量之间的关系。
不同类型的阀门具有不同的流量特性，常见的有线性特性、快开特性和等百分比特性。
线性特性表示阀门的开度和流量成正比，快开特性表示阀门开度变化时，流量变化较快，而等百分比特性表示阀门开度变化时，流量变化保持一定的百分比。
2. 阀门压力损失阀门在流体流动中会引起一定的压力损失，这是由于阀门的结构和流体的摩擦作用所引起的。
压力损失可以通过测量进口和出口压力的差值来计算，从而得到流体的流量。
3. 流体流速测量流体的流速是指单位时间内通过某个截面的流体体积。
测量流体的流速可以通过多种方法，如使用流速计、涡街流量计、热式流量计等。
这些方法可以测量流体在阀门中的流速，从而计算出流体的流量。
4. 阀门开度测量阀门的开度是指阀门开启的程度，通常用开度百分比表示。
阀门的开度可以通过测量阀门的转角或位移来计算。
一般情况下，阀门的开度和流量之间存在一定的关系，通过测量阀门的开度可以间接得到流体的流量。
阀门流量测量原理是基于阀门的流量特性、压力损失、流速测量和阀门开度等参数来计算流体的流量。
通过对阀门的控制和监测，可以实现对流体流量的测量和调节。
阀门流量测量在工业生产和流体控制中具有重要的应用价值，能够保证系统的正常运行和流体的稳定输出。
王春行 《液压放大元件》第二章课后思考题
1、‘为什么把液压控制阀成为液压放大元件？（p8）液压控制阀是在液压系统中把机械信号（位移或转角）转换为液压信号（流量、压力）输出，并进行功率放大。
移动阀芯所需要的信号功率很小，而系统的输出功率却可以很大。
2、什么是理想滑阀？什么是实际滑阀？(p14)(p16)理想滑阀是指径向间隙为零，工作边锐利的滑阀。
（没有圆角）实际滑阀是指有径向间隙，同时阀口工作边也不可避免地存在小圆角（铸件的毛边，加工时的误差）的滑阀。
3、什么是三通阀、四通阀？什么是双边滑阀、四边滑阀？他们之间有什么关系？（p8） 三通、四通是指阀的进出口通道；按滑阀的工作边数可分为四边，双边，单边。
一般来说四通阀为四边，三通阀为双边，两通阀必为单边。
4、什么叫阀的工作点？零位工作点的条件是什么？（p14）阀的工作点是指压力-流量曲线上的点，即稳态情况下，负载压力为pL ，阀位移xV 时，阀的负载流量为qL 的位置。
零位工作点曲线的原点，其条件是0===v l l x p q5、在计算系统稳定性、响应特性和稳态误差时应如何选定阀的系数？为什么？ 流量增益定义为vl q x q K ∂∂=其值越大，阀对负载流量的控制就越灵敏；压力—流量系数ll c p q K ∂∂-=其值越小，阀抵抗负载的变化能力越大，即阀的刚度越大。
压力增益v l x p Kp ∂∂=，其值越大，阀对负载的压力的控制灵敏度越高。
流量增益直接影响系统的开环增益，因而对系统的稳定性、响应特性、稳态误差有直接影响。
流量—压力系数直接影响阀控执行元件(液压动力元件)的阻尼比和速度刚度。
压力增益表示阀控执行元件组合起动大惯量或大摩擦力负载的能力。
当各系数增大时对系统的影响如下表所示6、比较零开口阀与正开口阀、三通阀与四通阀的三个阀系数有什么异同？为什么？)正开口四边滑阀的Kqo 值是理想零开口四边滑阀的两倍，这是因为负载流量同时受两个节流窗口的控制，而且它们是差动变化的，相同点是它们的Kco 取决于面积梯度，而Kpo 与面积梯度无关(p19)。
技术规格及要求阀门)
技术规格及要求阀门)阀门是一种用于控制流体的装置，具有开关功能。
在工业生产和日常生活中广泛应用，常见的有闸阀、截止阀、蝶阀、球阀等。
每种阀门都有其特定的技术规格和要求，以下是一些常见的技术规格和要求。
1.强度和耐久性：阀门在使用过程中需要承受一定的压力和温度，在设计时要考虑到其强度和耐久性。
阀门的材质、厚度和连接方式等都会对其强度和耐久性产生影响。
通常来说，阀门应能够在长期使用中保持良好的密封性能和运动灵活度，不受外力影响而导致损坏。
2.密封性能：阀门的密封性能是其最重要的特性之一、阀门的密封性能直接影响着流体的控制效果和阀门的寿命。
常见的阀门密封方式有金属密封、柔性密封和填料密封等。
金属密封具有耐压、耐高温等特点，适用于高压、高温和强腐蚀介质的场合。
柔性密封具有良好的密封性能和运动灵活度，适用于低压、低温和非腐蚀介质的场合。
填料密封则是通过填充密封材料来实现密封，适用于高温和腐蚀介质的场合。
3.安全性：阀门在使用过程中需要具备一定的安全性能，以防止事故的发生。
例如，闸阀和截止阀应具备可靠的切断流体的能力，球阀和蝶阀应具备良好的密封性能，以避免泄漏。
此外，阀门还应具备一些特殊的安全装置，如防爆装置、紧急切断装置等，以确保在紧急情况下能够快速切断流体。
4.流量特性：阀门的流量特性是指阀门在全开到全关过程中，流体流量与开度之间的关系。
常见的流量特性有等百分比、线性、快速开启和快速关闭等。
不同的流量特性适用于不同的工况，根据实际需求选择合适的阀门流量特性。
5.过流能力：指阀门在流体通道中允许流过的最大流量。
过流能力主要取决于阀门的通道尺寸和流体的压力。
对于过流能力要求较高的场合，可以选择通道直径较大的阀门或采用多通道的结构。
6.控制精度：对于需要进行流量调节的场合，阀门的控制精度是重要的技术指标。
在设计和制造阀门时，需要考虑到其操作力矩、控制灵敏度和调节范围等因素，以提高阀门的控制精度。
7.外观和参数标识：阀门的外观应美观、整洁，符合相关的工业标准和规范。
二次泵系统与一次泵变流量系统优缺点、设计要点及控制逻辑
一次泵变流量系统(VPF)1、控制方式冰机控制负荷测定：蒸发器的流量和温差冷量调节：与活塞机组的介跃调节不一样,行状态,,控制蒸发温度,调节制冷量,最终达到加载、卸载,,可精确调节到负荷要求,求出所需的加载/卸载量,信号,每0.3%地增加或减小导叶的开启度,,实现无级调节。
加载时,导叶开启度增大;±0.3℃以内。
见图2。
容量不变。
见表1。
3所示,系统控制和实施控制操作控制,冷水温度不断下降,达到制,这时进行卸载过程,导叶逐渐关小,如果负荷过低,使机组导叶(或导叶已关到最小),则导叶维持该状态运行,出水温度将进一步下降,当下降到低于出水温度设定点3℃以下时,则机组由控制系统控制进行安全关机。
或进入再循环运行模式控制。
冰机加减机：加机（4种方式？）：1.冷冻水系统供水温度TS1高于系统设定温度TSS并持续一段时间2.压缩机运行电流百分比（适用于出水温度精度要求高的场合，需要注意机组出力和运行电流不符合的情况）3.计算负载4.如运转中主机已达最大流量，则须加开一台主机(发生机率不高)。
减机：1.依压缩机电流百分比（1运行机组台数%RLA(运行机组)%设定-∑≥）2.flow*△T3.系统流量20%，并持续20分钟（可调），冷冻站管从而对制冷单元的启用选择和制冷单元水泵控制水泵控制依据：压差为主（用户侧压差控制，最好是最不利处用户，各回路都是并联，有区别吗），温差为辅的空调冷冻水控制。
（应该是压差控制或温差控制？）通过安装在冷冻水管供回水压差传感器测量供回水之间的压差,与设定压差比较,采用PID 运算策略,调节冷冻水泵转速满足系统流量:水泵加减台数方案：目前，确定泵组运行台数的一般原则为台数最少原则，即单台泵可以满足使用需求，则不使用多台泵；在多台泵并联的泵组系统中，两台泵可以满足使用需求，则不使用三台泵，以此类推。
传统的加减载模式为当运行中的泵组均升至最大频率时，则将泵的数量加载一台；运行中的泵组均降至（设定）最小频率时，则将泵的数量减载一台。
阀的流量特性
（5）调节阀前、后两端压力差为
p p1 p2 0.09MPa
（6）蒸汽的压缩系数ε为
p2 0.2 0.5 p1 0.29
故调节阀的蒸汽流动为亚临界流动。
制 冷 装 置 及 其 自 动 化 课 件 设 计
p 1 0.46 0.802 p1
制 冷 装 置 及 其 自 动 化 课 件 设 计
调节阀流量特性及其选择计算 调节阀和调节蝶阀与风门是制冷空调系 统中的两种调节机关。 在自动调节系统中如何选择调节机关， 是一个很重要的问题。必须根据整个调节系 统慎重选择调节机关。 在选择调节阀时，必须考虑下列两个因 素： 第一为调节阀的调节范围； 第二为调节阀的工作流流量特性指介质流过阀门的相 对流量与阀门的相对开度之间的关系，即
q q max l f L
制 冷 装 置 及 其 自 动 化 课 件 设 计
调节阀的流量特性分为理想流量特性和 工作流量特性。
理想流量特性
调节阀在前后两端压差一定的情况下， 得到的流量特性，称为理想流量特性。调节 阀的理想流量特性取决于阀心形状，见图2－ 84。
（7）按最大流量计算流通能力Cmax为
Cmax qmax 31 100 p1
式中ρ1=1.57——阀前p1状态的饱和蒸汽密度。 （8）按最小流量计算流通能力Cmin为
Cmin qmin 6.96 100 p1
制 冷 装 置 及 其 自 动 化 课 件 设 计
查调节阀产品目录资料，选择直通单座， 通径Dg=0.05m，口径dg=0.05m，行程 S=0.025m，阀的流通能力C=32。 （9）验算
q’min=210kg/h，调节阀阀前压力约0.19MPa（表