6.执行器的选择

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三,调节阀的在线选择
3,动笔做做
在某系统中,拟选择一台气动调节 在某系统中, 阀,工艺流程图如图所示.根据工艺要 工艺流程图如图所示. 求,最大流量为Qmax=100m3/h,最小流量 /h, /h, 1=800kPa, Qmin=30m3/h,阀前压力p1=800kPa,最小 60kPa, 压差为Δpmin = 60kPa,最大压差Δpmax =500kPa.被调介质是水,水温为18℃ =500kPa.被调介质是水,水温为18℃, 18℃, 安装时初定管道直径为125mm 安装时初定管道直径为125mm,阀阻比S 125mm, = 0.5.现根据工艺需要和控制要求,填 0.5.现根据工艺需要和控制要求, 写一份调节阀的订货选择单. 写一份调节阀的订货选择单.
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三,调节阀的在线选择
1,在线计算工具
有些厂家网站上提供了调节阀的在线计算服务,设计者只要将有关数据, 有些厂家网站上提供了调节阀的在线计算服务,设计者只要将有关数据, 方法选择正确,就能得到相应的结果. 方法选择正确,就能得到相应的结果.
计算公式
选择公式
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三,调节阀的在线选择
2,调节阀的在线选择
7
(一)执行机构的选择
2,执行机构的作用方式
序号 图(a) 图(b)
执行机构 正 正
调节阀 正 反
气动执行器 气关 气开
序号 图(c) 图(d)
执行机构 反 反
调节阀 正 反
气动执行器 气开 气关
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2,执行机构的作用方式
【例1】 有一液位控制系统如图所示,根据工艺要求调节 有一液位控制系统如图所示, 阀选用气开式,调节器的正反作用应该如何? 阀选用气开式,调节器的正反作用应该如何? 先做两条规定: 解:先做两条规定: 气开调节阀为+A +A, (1)气开调节阀为+A,气关调节阀 为 - A; 调节阀开大, (2)调节阀开大,被调参数上升为 +B,下降为- +B,下降为-B. B=" 调节器选反作用; 则 A×B="+"调节器选反作用; B=" 调节器选正作用. A×B="-"调节器选正作用. 在图中,阀为气开+A 阀开大, +A, 在图中,阀为气开+A,阀开大,液位 下降- 则有: 下降-B,则有: +A) (-B (+A)×(-B)="-"调节器 选正作用. 选正作用.
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3,调节阀型式的选择
调节阀的选择主要依据是: 调节阀的选择主要依据是: (1)流体性质——如流体种类,粘度,毒性, 流体性质——如流体种类,粘度,毒性, 如流体种类 腐蚀性,是否含悬浮颗粒等. 腐蚀性,是否含悬浮颗粒等. (2)工艺条件——如温度,压力,流量,压 工艺条件——如温度 压力,流量, 如温度, 差,泄漏量等. 泄漏量等. (3)过程控制要求——调节系统精度,可调 过程控制要求——调节系统精度 调节系统精度, 比,噪音等. 噪音等. 这里给出调节阀的选用表 以供参考之用. 这里给出调节阀的选用表,以供参考之用. 调节阀的选用表,
ρL
p min
= 10 × 100
1 = 129 60
16
(四)调节阀的口径计算实例
4,根据KV为129,查直通双座阀产品,得相应的流量系 129,查直通双座阀产品, 数为:KV =160(圆整值),初选DN = 100mm. ),初选 数为: =160(圆整值),初选DN 100mm. 5,验算开度
5
二,仪表知识一执行器的选择
执行器的选择, 执行器的选择,主要是从以下 三方面考虑: 三方面考虑: (1)执行器的结构型式; 执行器的结构型式; (2)调节阀的流量特性; 调节阀的流量特性; (3)调节阀的口径. 调节阀的口径.
6
(一)执行机构的选择
1,执行机构的型式
序号 1 2 3 4 5 6 7 比较项目 可靠性 驱动能源 价格 推力 刚度 防火防爆 工作环境温度范围 电动执行机构 电器元件故障多) 差(电器元件故障多) 简单, 简单,方便 高 大 大 严加防护,防爆装置) 差(严加防护,防爆装置) (-10 +55℃) 10～ 小(-10～+55℃) 气动薄膜执行机构 简单,可靠) 高(简单,可靠) 另设气源装置 低 小 小 好 (-40 +80℃) 40～ 大(-40～+80℃)
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(四)调节阀的口径计算实例
最小开度Kmin应有: 应有:
0.5 K min = 1.03 0.03 × 100% 160 2 × 0.60 0.5 + 30 2 × 1 = 14.8%
6,实际可调比Rr的验算
Rr = 10 S = 10 0.5 = 7
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四,总结
22
�
计算范围
计算压差
S∑pV p F = 1 S
最大流量条件下
总压损 ∑pV
系统各项阻力
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(三)调节阀的口径选择
3,流量系数的计算
根据已确定的计算流量和计算压差,求取最大 根据已确定的计算流量和计算压差, 和最小流量时的KV 最大值和最小值. 最大值和最小值.
4,流量系数值的选择
选取大于K 选取大于KVmax值并与其最接近的那一级KV 值.
4
2,调节阀的工作流量特性
由于串联管道阻力的影响,使流量特性产生两个变化: 由于串联管道阻力的影响,使流量特性产生两个变化: 一个是阀全开时的流量减小,也就是阀的可调范围变小; 一个是阀全开时的流量减小,也就是阀的可调范围变小; 另一个变化是使阀在大开度时的控制灵敏度降低. 另一个变化是使阀在大开度时的控制灵敏度降低.
5,调节阀开度验算
最大流量时调节阀的开度应在90%左右, 最大流量时调节阀的开度应在90%左右,最小开 90%左右 度不小于10% 度不小于10% .
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5,调节阀开度验算
(1)理想流量特性为直线时的开度K 为:
S K = 1.03 0.03 × 100% 2 K V p S + Q ρ 1 i
解: 1,计算流量的确定
本题已给出最大流量为Qmax=100m3/h和最小流量Qmin=30m3/h,按照计算流量 /h和最小流量 /h, 确定原则就选这二个值. 确定原则就选这二个值.
2,计算压差
题目中已给出最小压差为最小压差为Δpmin = 60kPa. 60kPa.
3,流量系数的计算
K V = 10Qmax
Rr = 10 S
要求
Rr> Qmax Qmin
生产中一般最大流量与最小流量之比为3左右. 生产中一般最大流量与最小流量之比为3左右. 验证合适之后,根据值KV 来确定阀座的直径和公称直径. 来确定阀座的直径和公称直径 阀座的直径和公称直径. 验证合适之后,
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(四)调节阀的口径计算实例
在某系统中,拟选择一台直线流量特性的直通双座阀,根据工艺要求, 在某系统中,拟选择一台直线流量特性的直通双座阀,根据工艺要求,最 1=800kPa, /h, /h, 大流量为Qmax=100m3/h,最小流量Qmin=30m3/h,阀前压力p1=800kPa,最小压差 60kPa, =500kPa.被调介质是水,水温为18℃ 18℃, 为Δpmin = 60kPa,最大压差Δpmax =500kPa.被调介质是水,水温为18℃,安 装时初定管道直径为125mm 125mm, 0.5,问应选择多大的阀门口径? 装时初定管道直径为125mm,阀阻比S = 0.5,问应选择多大的阀门口径?
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(二)调节阀的流量特性选择
—— 实际上是指如何选择直线和等百分比流量特性. 实际上是指如何选择直线和等百分比流量特性.
1,从调节系统的调节质量分析
调节对象放大系数× 调节对象放大系数×调节阀放大系数 = 常数
2,从工艺管道情况分析
3,从负荷变化情况分析
生产过程自动控制中等百分比被广泛采用. 生产过程自动控制中等百分比被广泛采用.
类型 性能
直线阀 各点相同 较简单
对数阀 随开度增加 而增加 最复杂
快开阀 随开度增加 而减小 最简单
流量特性 加工难易
3Baidu Nhomakorabea
2,调节阀的工作流量特性
在各种具体的使用条件下, 在各种具体的使用条件下,阀芯位移对流量的控 制特性,称为工作流量特性. 制特性,称为工作流量特性. 调节阀与工艺设备及管道阻力串联时, 调节阀与工艺设备及管道阻力串联时,由固有流 量特性转变为工作流量特性情况. 量特性转变为工作流量特性情况.
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(三)调节阀的口径选择
主要依据
K V = 10Q
ρL
p
1,计算流量的确定
一般以正常生产能力下的1.15 1.5倍流量 一般以正常生产能力下的1.15～1.5倍流量Q . 1.15～
2,计算压差的确定
流量特性及系统特点 一般取S = 0.3～0.5 0.3～
选定S 值
阀前,阀后两点 阀前, 压力基本稳定
因为
工艺要求的可调比为: 工艺要求的可调比为:
Qmax Rr> Qmin
Qmax 100 = = 3.3 Qmin 30
所以满足要求. 所以满足要求.
结论:所选择的VN双座阀DN100(KV值为160)是适用的. VN双座阀DN100( 值为160 是适用的. 160) 结论:所选择的VN双座阀DN100
(2)理想流量特性为等百分比的开度K 为:
1 S + 1 × 100% K = Lg 2 1.48 K V p 1 S + Qρ i
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(三)调节阀的口径选择
6,调节阀实际可调比的验算
—— 调节阀所能控制的最大流量Qmax与最小流 量Qmin之比值,即 Qmax . 之比值, Qmin 可调比的近似计算公式: 可调比的近似计算公式:
一,基础知识——调节阀的流量 基础知识——调节阀的流量 系数和流量特性
(一) 调节阀的流量系数
——调节阀全开时, ——调节阀全开时,单位时间内通过调节阀的流 调节阀全开时 体体积或质量. 体体积或质量.
流体能量守恒原理
Q=
A
2( p1 p 2 )
ξ
ρ
=
A
p
ξ
ρ
K V = 5 . 09
A
ξ
1
压差为100kPa 压差为100kPa
S K max = 1.03 0.03 × 100% 2 K V p min S + 1 Qρ i 0.5 K max = 1.03 0.03 × 100% 2 160 × 0.60 0.5 + 100 2 × 1 = 68.8%
密度为1000kg/m3 密度为1000kg/m3
(二)调节阀的流量特性
—— 被调介质流过阀门的相对流量与阀门的相对 开度之间关系 Q l = f Qmax L
固 有 流 量 特 性
流量特性 开特性 开度 阀 惕与流量间 对 关系 流量 阀 开度 流量 特性 流量与阀 惕 关系
2
1,调节阀的固有流量特性
式中 ——所选择的调节阀的 KV ——所选择的调节阀的 流量系数(标准系列) 流量系数(标准系列) ——调节阀全开时的 Δp ——调节阀全开时的 压差,即计算压差,100kPa 压差,即计算压差, ——介质密度 介质密度, ρ ——介质密度,g/cm3 ——被验算开度处的流 Qi ——被验算开度处的流 量,m3/h