调节阀流量特性及应用分析

2016-03-13谢辉江苏泰州石油化工有限责任公司电仪车间江苏泰州225300

化工管理 2016年9期

关键词：扇形调节阀开度

谢辉（江苏泰州石油化工有限责任公司电仪车间，江苏　泰州　225300）

调节阀流量特性及应用分析

谢辉（江苏泰州石油化工有限责任公司电仪车间，江苏泰州225300）

本文着手于调节阀流量特性的定义，通过对调节阀理想流量的特性进行分析，结合调节阀的可调比进行探究，总结出调节阀流量特性的应用途径，以此为我国自动控制系统今后的实践应用与创新提供可行性参考。

调节阀；流量特性障；应用分析

调节阀是自动化控制系统当中重要的组成部分，在实践环节能够极大地提高控制系统的整体质量，降低外界环境对系统设备所造成的影响。调节阀的流量特性预期固有特性相差较大，受诸多外界因素的影响，系统设备内部的调节阀在使用过程中很容易出现特性畸变，这就会给控制系统的设计与运行造成了极大的干扰。本文主要对调节阀流量特性及其应用途径进行分析，以此为我国今后的自动控制系统优化与创新提供合理化参考。

1　调节阀流量特性的定义

调节阀被广泛应用于水流量控制系统当中，属于控制系统当中的执行组件。不同的调节阀，其工作性能有好有坏，更会直接影响到调节阀的实际控制质量。调节阀的流量特性具体指的是介质流过调节阀的相对位移与相对流量之间的关系。由于调节阀在不同的环境场合安装方式各不相同，调节阀管路系统的整体结构也会产生相应的变化，这就会导致调节阀的工作介质发生转变，致使调节阀的工作条件出现差异性，引起调节阀压降比显著降低。通常情况下，当调节阀流量特性与实际情况不相符时，调节阀固有特性的差异程度就会引起特性畸变，这种畸变很容易导致调节阀在使用过程中出现问题情况，致使调节阀在实际环境中无法满足控制系统的实际性能指标。

2　调节阀理想流量的特性研究

调节阀的理想流量特性具体指的是调节阀使用前后的最优化流量特性。理想流量特性是由调节阀芯的形状而决定的。常见的理想流量特性包括抛物线流量特性、百分比流量特性、快开流量特性以及直线流量特性等。抛物线流量特性具体指的是单位在发生相对位移变化以后所引起的相对流量变化，该变化情况与单位的相对流量值的平方根成正比关系。抛物线流量特性介于等百分比特性以及直线特性之间，在使用过程中通常以等百分比特性代之；百分比流量特性具体指的是单位发生相对位移后所引起的相对流量变化，百分比流量特性与单位的相对流量成正比关系；快开流量特性具体指的是调节阀在开度较小时的流量，随着开度的逐渐增大，调节阀的流量很快就会达到最大值，此时的再增加调节阀的开度，其流量变化就会很小；直线流量特性具体指的是调节阀的相对位移与相对流量之间所成的直线关系，即单位相对位移形成变化所引起的相对流量变化，属于常数的范畴。

3　调节阀流量特性的应用研究

为了对调节阀的流量特性有一个更加清楚的认识，笔者在本次实验探究过程中涉及了两种不同的调节阀简化模型，通过分析不同模型内流通截面的形状，将这两个模型分别称为环形模型以及扇形模型。环形模型的流通截面为圆形，笔者在研究过程中为了确保调节阀流量特性能够清楚展现，准确的设定了环形模型直径随单位移动行程而均匀发生变化的事例，通过计算，准确得知环形模型流通面积与行程之间的平方关系。扇形模型设定为流通截面0～360°范围内随着单位行程的变化而相应改变的平方关系，扇形模型的流通面积与行程之间的关系为线性流通量特性。

结合两种模型结构进行分析，在研究扇形模型的过程中可以清楚发现，当扇形调节阀的相对开度为0～0.8以内时，调节阀的流量曲线就会略微下凹，这充分说明了，在该段行程范围内，调节阀的流量变化速度先慢后快。当扇形调节阀的相对开度为0.8～1.2以内时，流量曲线几乎与直线型流量特性相互重合，这充分说明了大开度下的扇形模型，具有与直线型流量特性相似的流量线性变化。因此，扇形模型的流量特性曲线应当介于对数型和直线型流量特性之间；通过对环形模型的流量特性进行研究可知，随着调节阀开度的增加，环形模型流量特性的曲线斜率逐渐增大。通过对该曲线斜率进行区域划分可知，调节阀相对开度在0～0.5的区域，曲线斜率小于1，模型流量变化速度相对缓慢。当调节阀相对开度在0.5～0.6附近时，曲线的斜率开始接近1，且模型的线性流量发生均匀变化。当调节阀相对开度在0.6～1时，曲线率迅速大于1，并且保持增加，流量变化速度明显加快。本次研究结果表明，环形模型的理想流量特性曲线接近于数型。

通过本次实验研究可知，调节阀的流量特性对于单位行程的变化量影响尤为重要。不同流量面积或不同行程分布关系的调节阀，在使用过程中其理想流量特性曲线更加趋向于直线型，因此，在使用调节阀的过程中，使用者能够通过优化调节阀的网孔形状或者通过改变调节阀伸缩筒上的网孔分布，以此满足不同的调节要求，充分实现调节阀多种形式的具体使用特征。