调节阀流量特性主要有直线、等百分比、快开和抛物线四种流量特性，云润仪表提醒用户：调节阀流量特性要根据系统的控制质量、工况条件、符合变化和被控对象来选择。调节阀是个局部阻力可以变化的节流件。对于不可压缩流体，调节阀的流量方程为： 式中Q为调节阀某一开度的流量；△P为调节阀进出口压差；Cv为调节阀的流量系数；ρ为流体密度。 由上面的公式可知，调节阀流量系数Cv与阀门的结构和开度有关。不同的阀芯，其流量系数Cv值与阀门开度之间都有固定的关系，这就是固有流量特性，在控制系统中，控制器的输出信号控制调节阀的开或关，也就改变了阀门阻力的大小，从而改变了被控流体的流量。不同的控制系统，需要选择不同的调节阀，调节阀的选型首先需要确定阀芯的类型，即流量特性。流量特性就是流过调节阀的相对流量与调节阀相对开度间的关系，如下面公式所示： 自动控制网www.eadianqi.com版权所有  式中Q为调节阀某一开度时流量，mm3/s；Qmax为调节阀全开时流量，mm3/s；L为调节阀某一开度时行程，mm；Lmax为调节阀全开时行程，mm。 调节阀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，常见的有直线、快开、等百分比、抛物线特性，如图所示：  直线流量特性 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。小开度时流量变化大，大开度时流量变化小；小负荷时调节过于灵敏易振荡，大负荷时调节平缓不及时，适应能力较差。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 快开流量特性 在阀行程较小时，流量就有比较大的增加，很快达最大。小开度时流量很大，随着行程的增大，阀门开度流量很快达到最大。常用在位式和程序控制的场合。 等百分比流量特性 单位行程变化引起流量变化的百分率是相等的。在全行程范围内工作较平稳，尤其在大开度时，放大倍数大、灵敏。应用广泛，适应性强。 抛物线流量特性 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。调节性能较理想。 在实际应用中，调节阀进出口的压差是变化的，这时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。可分为串联管道时和并联管道时的工作流量特性。 调节阀与管道串联时，调节阀开度的变化会引起流量的变化，流量改变，系统阻力也相应改变，由于阀门压降分配的原因，会使理想的直线特性畸变为快开特性，理想的等百分比特性畸变为直线特性。流量特性的畸变，将影响控制质量。 调节阀与管道并联时，由于旁路的作用，虽然调节阀流量特性无变化，但系统的可调范围缩小了，调节阀能控制的流量变化范围也大大减小，严重时甚至起不到调节作用。因此一般旁路流量不能超过总流量的20%。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有  为了实现控制，调节阀通过调整开度来改变流量，而流量的改变将使调节阀进出口的压降发生变化。如果把上述过程绘制成流量与开度的对应关系曲线，再利用流量与压降相交的轨迹就可以得到一条曲线，这条曲线就表示了阀门的实际流量特性。如果把流量与开度的对应关系理解成增益和灵敏度的关系，假定压降△P为常数，从下图可看出，线性阀的灵敏度是常数；而快开阀和等百分比阀的灵敏度则是变化的。为使控制系统稳定，总希望系统的增益为常数。调节阀是系统的组成部分，当然是常数增益最好。但实际应用中系统的增益大多不是常数。从理论上看，选择调节阀的流量特性，是为了补偿控制系统中的非线性增益，要进行理论分析和计算很复杂。 |