控制阀选型与维护复习进程.ppt

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1、控制阀选型与维护先进的现代工业是以生产自动化为标志的。各种先进的控制手段虽然不断出现，但基本的控制规律没有改变而技术工具的变化则是日新月异。智能仪表的研制和使用更为工业自动化开创了美好的未来。右图是一个典型的热交换器的自动调节系统图。从图中可以看出，调节阀的信号来自调节器，根据信号的变化直接改变蒸汽—被调介质的流量，即改变输入到对象（热交换器）的热量，使出口热水的温度保持在给定的温度值。这种典型的自动化控制系统主要有三个环节———检测、控制、执行三大部分。概论阀门自动阀驱动阀自力式阀止回阀手动阀气动阀电动阀液动阀电液动阀管道阀门的分类控制阀气动调节阀附件阀电

2、动调节阀附件气动执行机构电动执行机构阀门定位器阀位传送器电气转换器手动机构三断保护薄膜执行机构活塞执行机构长行程执行机构滚动膜片执行机构比例式两位式直装式侧装式正作用反作用角行程直行程多转式按调节型式按移动型式按阀芯型式按流量特性按阀盖型式调节型切断型调节切断型直行程角行程直线特性等百分比抛物线快开普通型散热型长颈型波纹管密封型平板型柱塞型窗口型套筒型多级降压型偏转型蝶型球型第二部分控制阀的计算控制阀的计算包括：流通能力计算开度计算调节比验证噪声预估关闭力的计算控制阀的计算控制阀通径是根据工艺数据经计算得出工艺管道参数介质状态及物理参数工艺要求参数：入口压力

3、、出口压力、温度及流量其他要求计算采用公式法IEC60534标准规定的计算方法GB/T17213.2标准规定的计算方法控制阀通径的确定控制阀和普通的阀门一样，是一个局部阻力可以改变的节流元件。当流体流过调节阀时，由于阀芯、阀座所造成的流通面积的局部缩小，形成局部阻力，与孔板类似，它使流体的压力和速度产生变化，见图。流体流过调节阀时产生能量损失，通常用阀前后的压差来表示阻力损失的大小。控制阀计算的理论基础如果调节阀前后的管道直径一致，流速相同，根据流体的能量守恒原理，不可压缩流体流经调节阀的能量损失为：式中：H—单位重量流体流过调节阀的能量损失；P1—调节阀阀

4、前的压力；P2—调节阀阀后的压力；ρ—流体密度；g—重力加速度。v—流体的平均流速ξ—控制阀的阻力系数Q—流体的体积流量A—控制阀连接管的横截面积如果调节阀的开度不变，流经调节阀的流体不可压缩，则流体的密度不变，那么，单位重量的流体的能量损失与流体的动能成正比，即：流体在调节阀中的平均流速为：公式来源的推导综合上述三式可得调节阀的流量方程式为：若方程式中个参数采用下属单位：A—cm2P1、P2—100kPaρ—g/cm3Q—m3/h将式改写为：该式即是控制阀实际应用的流量方程。可见，当调节阀口径一定，并且调节阀两端压差不变时，阻力系数减小，流量增大；所以，控

5、制阀的工作原理就是按照信号的大小，通过改变阀芯行程来改变流通截面积，从而改变阻力系数而达到调节流量的目的。基本计算公式C称为流量系数，它与阀芯和阀座的结构、阀前阀后的压差、流体性质等因素有关。因此，它表示调节阀的流通能力，但必须以一定的规定条件为前提。为了便于用不同单位进行运算，可把上式改写成一个基型公式：式中N为各种不同单位制的系数在采用国际单位制时，流量系数用Kv表示。Kv的定义为：温度为5~40℃的水在105Pa压降下，1小时内流过阀的立方米数。很多采用英寸制单位的国家用Cv表示流量系数。Cv的定义为：用40~60F°的水，保持阀门两端压差为1psi，

6、阀门全开状态下每分钟流过的水的美加仑数流通能力的定义1kPa=0.001Mpa=0.001*145.034237=0.145034237Psi1m3/h=264.17gol/h=4.4028gpm1kgf/cm2=0.098067MPa=735.56mmHg=0.96784atm=14.223Psi1Mpa=10.19716kgf/cm2=7500.624576mmHg=9.869221atm=145.034237Psi1atm=1.03229kgf/cm2=760.001653mmHg=0.101325MPa=14.695611Psi1Psi=0.0703

7、09kgf/cm2=0.006895MPa=51.716234mmHg=0.068048atmCv=1.156KvKv=0.865Cv流通能力（Kv与Cv）的换算在建立流量系数的计算公式时，都是把流体假想为理想流体，根据理想的简单条件来推导公式，没有考虑到阀门结构对流动的影响，也就是说，只把调节阀模拟为简单的结构形式，只考虑到阀门前、后的压差，认为压差直接从P1降为P2。而实际上，当流体流过调节阀时，其压力变化情况如图所示。实际流体根据流体的能量守恒定律可知，在阀芯、阀座处由于节流作用而在附近的下游处产生一个缩流，其流体速度最大，但静压最小。在远离缩流处，随

8、着阀内流通面积的增大，流体的流速减小，由于相互摩擦，