过程控制4-王再英

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1、结构工作原理电动调节阀电/气阀门定位器电/气转换器调节阀的选择与计算调节阀的流量特性调节阀的流通能力调节阀的气开气关型式气动调节阀第4章执行器4.1执行器执行器作用：它将控制器送来的控制信号转换成执行动作，从而操纵进入设备的能量（操纵变量），将被控变量维持在所要求的数值上或一定的范围内。电动调节阀气动调节阀液动调节阀自动调节阀门控制电机执行器给定值被控变量干扰f控制器测量变送器执行器被控对象+e实测值－自动控制系统方框图4.1.1气动调节阀(理解）气动调节阀是由气压信号控制的阀门。气动薄膜室推杆阀门阀位指示标牌阀杆4.1.1.1气动调节阀的结构与分类气动调节阀由执

2、行机构和调节机构（阀）两部分组成。执行机构是推动装置，它是将信号压力的大小转换为阀杆位移的装置。调节机构是阀门，它将阀杆的位移转换为流通面积的大小。气动活塞式执行机构薄膜式执行机构P正作用执行机构反作用执行机构1.执行机构执行机构按调节器输出的控制信号，驱动调节机构动作。角行程直行程薄膜式活塞式正作用执行机构：来自控制器的信号压力增大时，阀杆下移的叫－－。反作用执行机构：来自控制器的信号压力增大时，阀杆上移的叫－－。（1）直通单座阀2．调节机构调节机构就是阀门，是一个局部阻力可以改变的节流元件。（2）直通双座阀正装阀阀芯下移时，阀芯与阀座间的流通截面积增大，介质流量

3、增大。阀门中的柱式阀芯可以正装，也可以反装。反装阀阀芯下移时，阀芯与阀座间的流通截面积减小，介质流量减小。（3）角形控制阀（4）三通控制阀（5）隔膜控制阀采用耐腐蚀材料作隔膜，将阀芯与流体隔开。（6）球阀阀芯与阀体都呈球形体，阀芯内开孔。转动阀芯使之与阀体处于不同的相对位置时，就有不同的流通面积。4.1.1.2调节阀的流量特性（掌握）流量特性的定义：被控介质流过阀门的相对流量与阀门的相对开度（相对位移）间的关系称为调节阀的流量特性。Q/Qmax—相对流量l/L—相对开度LQ1、固有（理想）流量特性在将控制阀前后压差固定时得到的流量特性称为固有流量特性。它取决于阀芯的

4、形状。321343142（1）直线特性（2）等百分比特性（3）快开特性（4）抛物线特性（1）直线流量特性控制阀的相对流量与相对开度成直线关系，即单位阀芯位移变化所引起的流量变化是常数。3142(l/L)/%R—调节阀的可调比系数。可调比R为调节阀所能控制的最大流量与最小流量的比值。R=Qmax/Qmin直线阀的流量放大系数在任何一点上都是相同的。即在任何一点相同的行程变化所引起的流量变化都是相同的，但流量变化的相对值不同。注意：流量，相对流量，流量变化，相对流量变化相对值的含义控制力：阀门开度改变时，相对流量的改变比值。例：对直线阀，分别在在10%开度，50%开度，

5、80％开度上，再分别增加10%开度时，各自相对流量的变化比值是多少？解：10％时：[（20-10）/10]×100%=100%50％时：[（60-50）/50]×100%=20%80％时：[（90-80）/80]×100%=12.5%Q/Q100L/Lmaxs=1结论：直线阀在小开度时控制作用很强，而在大开度时控制作用很弱。体现在控制效果上，小开度时控制力强，容易引起系统振荡，大开度时，控制力弱，控制缓慢。（2）等百分比（对数）流量特性相对流量与相对开度成对数关系：3142曲线斜率（放大系数）随行程的增大而增大。流量小时，流量变化小；流量大时，流量变化大。等百分比阀

6、在各流量点的放大系数不同，但在各点流量变化相对比值是相同的，对流量的控制力是相同的。解：10%处：（6.58%-4.68%）/4.68%≈41%50%处：（25.7%-18.2%）/18.2%≈41%80%处：（71.2%-50.6%）/50.6%≈41%例：对等百分比阀，同样以10％、50％及80％三点为例，分别增加10%开度，求相对流量变化的比值。（4）抛物线流量特性（3）快开特性3142开度较小时就有较大流量，随开度的增大，流量很快就达到最大，故称为快开特性。适用于迅速启闭的切断阀或双位控制系统。2、调节阀的工作流量特性实际使用时，调节阀装在具有阻力的管道系统

7、中。管道对流体的阻力随流量而变化，阀前后压差也是变化的，这时流量特性叫调节阀的工作流量特性阀权度s表示调节阀全开时，阀前后最小压差△PTmin与总压力△P之比。s=PTmin/△PP△PGQ△PT管路及设备△PG△PT调节阀△P△P例：管道串联时的工作流量特性流量特性畸变：对数阀变为直线阀直线阀变为快开阀s↓结论串联管道使调节阀的流量特性发生畸变。串联管道使调节阀的流量可调范围降低，最大流量减小。串联管道会使调节阀的放大系数减小，调节能力降低，s值低于0.3时，调节阀能力基本丧失。4.1.1.2调节阀的选择1．调节阀结构的选择2．气开式与气关式的选择（掌握）气动