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調節閥的類型與特性化 一更新日期:2014-06-06

所用的閥門類型和閥門口徑計算可能會對系統里調節閥(控制閥)組件的性能產生很大的影響。一個閥門有足夠大的口徑以通過在所有可能的變化條件下需要的流量。然而對某一個應用場合口徑太大的閥門對于過程***化是一個不利因素。
閥門的流通能力也由于閥門的固有特性而與閥門類型相關。固有特性(見第1 章里的定義)是當經過閥門的壓差恒定時閥門的流通能力與閥門行程之間的關系。
典型地,這些特性畫在水平線用百分比行程表示而垂直線用百分比流量(CV 值)表示的曲線上。由于閥門流量是閥門行程和通過閥門的壓差的一個函數,所以傳統的辦法就是在一個恒定的壓力降下進行閥門的固有特性測試。這不是實際應用中的正常情況,但是它提供了一種比較閥門特性形式的系統方法。
在恒定的壓力降這個特定的條件下,閥門流量就成為閥門行程和閥門內件固有結構的一個函數。這些特性稱為閥門的固有流量特性。由此方法得出的典型的閥門特性命名為線性、等百分比和快開。(詳細說明
見第3 章里的"傳統的特性化閥芯")。
閥門流量(輸出)的增量變化對于引起這個流量變化的相應的閥門行程(輸入) 的增量的比例被定義為閥門增益。它就是:
固有閥門增益=(流量變化/ 行程變化)=固有特性曲線的斜率線性特性在閥門的全行程范圍內有一個恒定的固有閥門增益,而快開特性在行程范圍的較低一端有一個的固有閥門增益。等百分比閥門的固有閥門增益位于閥門的開度處。
固有閥門特性是閥門流體通道幾何尺寸的固有函數。只要壓力降恒定,它是不會變化的。許多閥門類型,尤其是旋轉球閥、蝶閥和偏心球塞閥都有固有特性,它們不會容易地被改變。然而,大部分的直通閥有多種閥籠或閥芯可供選擇。這些閥籠或閥芯可以互換以修改固有流量特性。了解固有閥門特性是有用的,但是要進行過程***化,更加重要的特性是整個過程包括回路里的閥門和所有其它設備的安裝流量特性。安裝流量特性定義為:當閥門安裝在一個特定的系統里且通過閥門的壓力降允許自然地改變而不是設為恒定時,流經閥門的流量與閥門組件輸入之間的關系。
這種安裝流量特性的一個示例表示在圖2-5 上方的曲線里。在這個圖里,流量與更加讓人熟悉的閥門行程而不是閥門組件的輸入相聯系了起來。
示于圖2-5 下方的曲線里的安裝增益,是上面曲線在每一點的斜率的曲線。在實驗室里,讓整個回路在某些額定設定點下工作且不受負載擾動影響,就可以獲得象這樣的安裝流量特性曲線。回路置于手動操作狀態,隨著調節閥(控制閥)組件被手動輸入驅動通過它的全行程范圍,測量并記錄流量。測量結果畫成曲線就是示
于圖2-5 上面部分的安裝流量特性曲線。然后,在該曲線的每一個點上估算流量曲線的斜率,并把它們畫成如圖2-5 下面部分所示的安裝增益曲線。