常用调节阀在小开度时流量变化
调节阀的特性及选择
调节阀的特性及选择调节阀是一种在空调控制系统中常见的调节设备，分为两通调节阀和三通调节阀两种。
调节阀可以和电动执行机构组成电动调节阀，或者和气动执行机构组成气动调节阀。
电动或气动调节阀安装在工艺管道上直接与被调介质相接触，具有调节、切断和分配流体的作用，因此它的性能好坏将直接影响自动控制系统的控制质量。
本文仅限于讨论在空调控制系统中常用的两通调节阀的特性和选择，暂不涉及三通调节阀。
1．调节阀工作原理从流体力学的观点看，调节阀是一个局部阻力可以变化的节流元件。
对不可压缩的流体，由伯努利方程可推导出调节阀的流量方程式为()()21221242P P D P P AQ -=-=ρζπρζ式中：Ｑ——流体流经阀的流量，m 3/s ；Ｐ1、Ｐ2——进口端和出口端的压力，MPa ；Ａ——阀所连接管道的截面面积，m 2； Ｄ——阀的公称通径，mm ；ρ——流体的密度，kg/m 3； ζ——阀的阻力系数。
可见当A 一定，(P 1-P 2)不变时，则流量仅随阻力系数变化。
阻力系数主要与流通面积(即阀的开度)有关，也与流体的性质和流动状态有关。
调节阀阻力系数的变化是通过阀芯行程的改变来实现的，即改变阀门开度，也就改变了阻力系数，从而达到调节流量的目的。
阀开得越大，ζ将越小，则通过的流量将越大。
2．调节阀的流量特性调节阀的流量特性是指流过调节阀的流体相对流量与调节阀相对开度之间的关系，即⎪⎭⎫⎝⎛=L l f Q Q max 式中：Q/Q max ——相对流量，即调节阀在某一开度的流量与最大流量之比； l/L ——相对开度，即调节阀某一开度的行程与全开时行程之比。
一般说来，改变调节阀的阀芯与阀座之间的节流面积，便可控制流量。
但实际上由于各种因素的影响，在节流面积变化的同时，还会引起阀前后压差的变化，从而使流量也发生变化。
为了便于分析，先假定阀前后压差固定，然后再引申到实际情况。
因此，流量特性有理想流量特性和工作流量特性之分。
调节阀知识
调节阀知识调节阀分类按用途和作用、主要参数、压力、介质工作温度、特殊用途（即特殊、专用阀）、驱动能源、结构等方式进行了分类，其中最常用的分类法是按结构将调节阀分为九个大类，6种为直行程，3种为角行程。
按用途和作用分类a.两位阀：主要用于关闭或接通介质；b.调节阀：主要用于调节系统。
选阀时，需要确定调节阀的流量特性；c.分流阀：用于分配或混合介质；d.切断阀：通常指泄漏率小于十万分之一的阀。
按主要参数分类1 按压力分类(1)真空阀：工作压力低于标准大气压；(2)低压阀：公称压力PN≤1.6MPa；(3)中压阀：PN2.5～6.4MPa；(4)高压阀：PNl0.0～80.OMPa，通常为PN22、PN32；(5)超高压阀：PN≥IOOMPa。
2 按介质工作温度分类(1)高温阀：t＞450℃；(2)中温阀：220℃≤t≤450℃；(3)常温阀：－40℃≤t≤220℃；④低温阀：－200℃≤t≤－40℃。
3 常用分类法这种分类方法既按原理、作用又按结构划分，是目前国内、国际最常用的分类方法。
一般分为九个大类：(1)单座调节阀；(2)双座调节阀；(3)套筒调节阀；(4)角形调节阀；(5)三通调节阀；(6)隔膜阀；(7)蝶阀；(8)球阀；(9)偏心旋转阀。
前6种为直行程，后三种为角行程。
这九种产品亦是最基本的产品，也称为普通产品、基型产品或标准产品。
各种各样的特殊产品、专用产品都是在这九类产品的基础上改进变型出来的。
4 按主要特殊用途来分（即特殊、专用阀）(1)软密封切断阀；(2)硬密封切断阀；(3)耐磨调节阀；(4)耐腐蚀调节阀；(5)全四氟耐蚀调节阀(6)全耐蚀合金调节阀；(7)紧急动作切断或放空阀；(8)防堵调节阀；(9)耐蚀防堵切断阀；(10)保温夹套阀；(11)大压降切断阀；(12)小流量调节阀；(13)大口径调节阀；(14)大可调比调节阀；(15)低S节能调节阀；(16)低噪音阀；(17)精小型调节阀；(18)衬里（橡胶、四氟、陶瓷）调节阀；(19)水处理专用球阀；(20)烧碱专用阀；(21)磷铵专用阀；(22)氯气调节阀；(23)波纹管密封阀……5 按驱动能源分类(1)气动调节阀；(2)电动调节阀；(3)液动调节阀。
调节阀流量特性介绍
调节阀流量特性介绍1. 流量特性调节阀的流量特性是指被调介质流过调节阀的相对流量与调节阀的相对开度之间的关系。
其数学表达式为式中：Qmax-- 调节阀全开时流量L---- 调节阀某一开度的行程Lmax-- 调节阀全开时行程调节阀的流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调节阀进出口压差固定不变情况下的流量特性，有直线、等百分比、抛物线及快开4种特性(表1)流量特性性质特点直线调节阀的相对流量与相对开度呈直线关系，即单位相对行程变化引起的相对流量变化是一个常数①小开度时，流量变化大，而大开度时流量变化小②小负荷时，调节性能过于灵敏而产生振荡，大负荷时调节迟缓而不及时③适应能力较差等百分比单位相对行程的变化引起的相对流量变化与此点的相对流量成正比①单位行程变化引起流量变化的百分率是相等的②在全行程范围内工作都较平稳，尤其在大开度时，放大倍数也大。
工作更为灵敏有效③ 应用广泛，适应性强抛物线特性介于直线特性和等百分比特性之间，使用上常以等百分比特性代之①特性介于直线特性与等百分比特性之间②调节性能较理想但阀瓣加工较困难快开在阀行程较小时，流量就有比较大的增加，很快达最大①在小开度时流量已很大，随着行程的增大，流量很快达到最大②一般用于双位调节和程序控制在实际系统中，阀门两侧的压力降并不是恒定的，使其发生变化的原因主要有两个方面。
一方面，由于泵的特性，当系统流量减小时由泵产生的系统压力增加。
另一方面，当流量减小时，盘管上的阻力也减小，导致较大的泵压加于阀门。
因此调节阀进出口的压差通常是变化的，在这种情况下，调节阀相对流量与相对开度之间的关系。
称为工作流量特性[1]。
具体可分为串联管道时的工作流量特性和并联管道时的工作流量特性。
（1）串联管道时的工作流量特性调节阀与管道串联时，因调节阀开度的变化会引起流量的变化，由流体力学理论可知，管道的阻力损失与流量成平方关系。
调节阀一旦动作，流量则改变，系统阻力也相应改变，因此调节阀压降也相应变化。
流量与阀门开度的关系
阀门的流量特性不同的流量特性会有不同的阀门开度；①快开流量特性，起初变化大，后面比较平缓；②线性流量特性，是阀门的开度跟流量成正比，也就是说阀门开度达到50%，阀门的流量也达到50%；③等百流量特性，跟快开式的相反，是起初变化小，后面比较大。
阀门开度与流量、压力的关系,没有确定的计算公式。
它们的关系只能用笼统的函数式表示，具体的要查特定的试验曲线。
调节阀的相对流量Q/Qmax与相对开度L/Lmax的关系:Q/Qmax=f(L/Lmax)调节阀的相对流量Q/Qmax与相对开度L/Lmax、阀上压差的关系：Q/Qmax=f(L/Lmax)（dP1/dP）^(1/2)。
调节阀自身所具有的固有的流量特性取决于阀芯形状，其中最简单是直线流量特性：调节阀的相对流量与相对开度成直线关系，即单行程变化所引起的流量变化是一个常数。
阀能控制的最大与最小流量比称为可调比，以R表示，R=Qmax/Qmin, 则直线流量特性的流量与开度的关系为：Q/Qmax=（1/R）[1+（R-1）L/Lmax]开度一半时，Q/Qmax=51.7%等百分比流量特性：Q/Qmax=R^(L/Lmax-1）开度一半时，Q/Qmax=18.3%快开流量特性：Q/Qmax=（1/R）[1+（R^2-1）L/Lmax]^(1/2)开度一半时，Q/Qmax=75.8%流量特性主要有直线、等百分比（对数）、抛物线及快开四种①直线特性是指阀门的相对流量与相对开度成直线关系，即单位开度变化引起的流量变化时常数。
②对数特性是指单位开度变化引起相对流量变化与该点的相对流量成正比，即调节阀的放大系数是变化的，它随相对流量的增大而增大。
③抛物线特性是指单位相对开度的变化所引起的相对流量变化与此点的相对流量值的平方根成正比关系。
④快开流量特性是指在开度较小时就有较大的流量，随开度的增大，流量很快就达到最大，此后再增加开度，流量变化很小，故称快开特性。
隔膜阀的流量特性接近快开特性，蝶阀的流量特性接近等百分比特性，闸阀的流量特性为直线特性，球阀的流量特性在启闭阶段为直线，在中间开度的时候为等百分比特性。
调节阀在小开度下工作的危害及解决对策
生产过程中有时会碰到调节网出现在小开度比如控制在5gt下下工作的现象这常常是由于实际工艺参敷与设计的参数不相符的缘故调节网如果经常工作在小开度下
第２ ４ 卷 第４ 期 ２ ０ １ ７ 年４ 月
仪器仪表用户
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常见的四种温度调节阀
通过温度调节阀的分析可得直线流量特性调节阀的特点：阀芯相同开度变化所引起的流量变化是相等的;流量相对变化量(流最变化最与原有流量之比)是不同的，在小开度时，流量相对变化量大，在大开度时，其流量相对变化量小。
也就是说，直线流量特性调节阀在小开度时，电动调节阀相对流量变化太大，控制作用太强。
容易引起超调，使系统产生激烈振荡;而在大开度时，相对流盆变化太小，控制作用太弱，造成控制不及时，系统反应迟钝，过渡过程时间长。
因此直线流量特性调节阀不宜用在负荷变化大的场合。
对于对数(等百分比)流量特性调节阀来说，行程变化相同的百分数，流最在原来基础上变化的相对百分数是相等的，即具有等百分比流量特性。
调节阀在小开度时，流量变化小，控制缓和平稳。
调节阀在大开度时，气动调节阀流量变化大，控制灵敏有效。
具有抛物线流量特性的温度调节阀，其单位相对行程变化所引起的相对流盆变化与该点的相对流量值的平方根成正比，自力式调节阀即具有快开流盆特性的调节阀在小开度时流量就比较大，随着开度的增大流量很快就达到最大.(呈饱和)，此后再增加开度，流量变化很小。
快开流盆特性的调节阀主要适用于位式控制和程序控制系统。
常见的四种温度调节阀的理想流量特性对比如图3一12所示。
将直线流量特性和对数流盆特性对比后发现，对数(等百分比)流量特性的控制特点是非常有利的。
抛物线流最特性介于直线与对数流量特性之间，故抛物线流量特性也称近似对数流量特性，蒸汽调节阀通常可用对数流星性来代替。
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调节阀流量特性选择
调节阀的流量特性如何选择控制阀的流量特性是介质流过控制阀的相对流量与相对位移（控制阀的相对开度）间的关系，一般来说改变控制阀的阀芯与阀座的流通截面，便可控制流量。
但实际上由于多种因素的影响，如在截流面积变化的同时，还发生阀前后压差的变化，而压差的变化又将引起流量的变化。
在阀前后压差保持不变时，控制阀的流量特性称为理想流量特性；控制阀的结构特性是指阀芯位移与流体流通截面积之间的关系，它纯粹由阀芯大小和几何形状决定，与控制阀几何形状有关外，还考虑了在压差不变的情况下流量系数的影响，因此，控制阀的理想流量特性与结构特性是不同的。
理性流量特性主要由线性、等百分比、抛物线及快开四种。
在实际生产应用过程中，控制阀前后压差总是变化的，这时的流量特性称为工作流量特性，因为控制阀往往和工艺设备串联或并联使用，流量因阻力损失的变化而变化，在实际工作中因阀前后压差的变化而使理想流量特性畸变成工作特性。
控制阀的理想流量特性，在生产中常用的是直线、等百分比、快开三种，抛物线流量特性介于直线与等百分比之间，一般可用等百分比来代替，而快开特性主要用于二位式调节及程序控制中。
因此，控制阀的特性选择是指如何选择直线和等百分比流量特性。
目前控制阀流量特性的选择多采用经验准则，可从下述几个方面考虑：1、从调节系统的质量分析下图是一个热交换器的自动调节系统，它是由调节对象、变送器、调节仪表和控制阀等环节组成。
K1变送器的放大系数，K2调节仪表的放大系数，K3执行机构的放大系数，K4控制阀的放大系数，K5调节对象的放大系数。
很明显，系统的总放大系数K为：K=K1*K2*K3*K4*K5K1、K2、K3、K4、K5分别为变送器、调节仪表、执行机构、控制阀、调节对象的放大系数，在负荷变动的情况下，为使调节系统仍能保持预定的品质指标；则希望总的放大系数在调节系统的整个操作范围内保持不变。
通常，变送器、调节器（已整定好）和执行机构的放大系数是一个常数，但调节对象的放大系数却总是随着操作条件变化而变化，所以对象的特性往往是非线性的。
流量调节阀工作原理
流量调节阀工作原理
流量调节阀是一种用于调节介质（液体或气体）流量的装置。
它通过改变介质流道的开度来控制流量的大小。
流量调节阀的主要工作原理如下：
1. 压差控制原理：流量调节阀通过调节阀门的开度，来改变流道截面积，进而改变介质通过阀门的流动速度。
当阀门开度增大，流道截面积增大，介质流速加快，流量也相应增大；当阀门开度减小，流道截面积减小，介质流速减慢，流量减小。
2. 液压控制原理：流量调节阀中的阀芯或阀板受到液压力的作用，通过调节液压力的大小来改变阀芯或阀板的位置。
当液压力增大，阀芯或阀板打开程度增大，流道截面积增大，流量增大；当液压力减小，阀芯或阀板打开程度减小，流道截面积减小，流量减小。
3. 电动控制原理：流量调节阀中的阀芯或阀板受到电动执行器的控制，通过电动执行器的信号来改变阀芯或阀板的位置。
电动执行器可以是电动阀门、电动执行器等。
当电动执行器接收到开启信号时，阀芯或阀板打开程度增大，流道截面积增大，流量增大；当接收到关闭信号时，阀芯或阀板打开程度减小，流道截面积减小，流量减小。
总之，流量调节阀通过改变阀门开度、液压力或电信号来改变阀门流道的截面积，从而控制介质的流量大小。
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电动球阀
从上图的曲线图不难看出 单座阀的流量变化是最快的，在开度 1%就开始有流量变化； 固定球球阀在 3%才开始有流量变化； 浮动球球阀流量变化最慢，开度在 10%才有流量变化。 这是为什么呢？ 阀体结构直接决定了调节阀流量特性，单座阀属于直行程的阀门，阀杆上下运行，压 盖式密封，开启 1%流道就会有流量。当然在密封性上面，相对固定球球阀和浮动球球阀比较 差。 固定球球阀的阀芯与阀杆是焊接固定半球结构，阀芯旋转到 3%V 形槽才露出，产生流 量。 浮动球球阀的阀芯与阀杆是机械拼接， 阀芯旋转 10%阀芯的 V 形槽才露出， 产生流量。 浮动球球阀和固定球球阀都是角行程的阀门作 0-90 度或 0-360 度旋转运动，阀芯为 球阀，其中浮动球球阀更是双面球形密封，阀芯与密封面是面接触，密封强度远远高于直行 程阀门。 选型要点： 阀体结构直接决定了调节阀流量特性，如果在小开度的时候就想得到精确的控制，在 选型的时候一定要考虑到以上这些因素。
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电动球阀
常用调节阀在小开度时的流量变化
球阀阀芯是一侧为凹型的球阀，阀芯在旋转的时候与密封面接触，使流量通过球型阀 芯的开度得到精密封控制。阀体结构确定了阀流量变化。 说到这，你肯定在想，这是为什么呢？下面跟大家分享一下常用调节阀在小开度时的 流量变化。