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控制閥的節(jié)流原理

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詳細(xì)介紹

                      控制閥的節(jié)流原理

                      上海申弘閥門有限公司

3 1 1控制閥的節(jié)流原理和流量系數(shù)
    之前介紹蒸汽截止閥熱損失,現(xiàn)在介紹控制閥和普通閥門一樣,是一個(gè)局部阻力可以改變的節(jié)流原件。當(dāng)流體流過(guò)控制閥時(shí),由于闊芯、閥座所造成的流通面積的局部縮小,形成局部阻力,與孔板類似,它使流體的壓力和速度產(chǎn)生變化.見(jiàn)圖3-1。控制閥,過(guò)程控制工業(yè)里zui常用的終端控制元件就是控制閥。控制閥調(diào)節(jié)流動(dòng)的流體,如氣體、蒸汽、水或化學(xué)混合物,以補(bǔ)償負(fù)載擾動(dòng)并使被控制的過(guò)程變量盡可能地靠近需要的設(shè)定點(diǎn)。控制閥一般由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門組成。如果按其所配執(zhí)行機(jī)構(gòu)使用的動(dòng)力,控制閥可以分為氣動(dòng)、電動(dòng)、液動(dòng)三種,即以壓縮空氣為動(dòng)力源的氣動(dòng)控制閥,以電為動(dòng)力源的電動(dòng)控制閥,以液體介質(zhì)(如油等)壓力為動(dòng)力的電液動(dòng)控制閥,另外,按其功能和特性分,還有電磁閥、電子式、智能式、現(xiàn)場(chǎng)總線型控制閥等。

控制閥的節(jié)流原理控制閥(圖1)

    上海申弘閥門有限公司主營(yíng)閥門有:截止閥,電動(dòng)截止閥傳感器將壓力、溫度、流量等信號(hào)反饋給調(diào)節(jié)器,調(diào)節(jié)器將測(cè)量信號(hào)與設(shè)定值進(jìn)行比較,然后根據(jù)運(yùn)算的結(jié)果輸出控制信號(hào)給控制閥,由控制閥來(lái)調(diào)整閥門開度,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度、壓力、流量等參數(shù)的自動(dòng)調(diào)節(jié)。按照這個(gè)定義,閥門必須要和傳感器、控制器(PLC、DCS或單純的調(diào)節(jié)器)組成控制回路(不管是單回路還是多回路)實(shí)現(xiàn)對(duì)過(guò)程變量的控制,才能稱之為控制閥。所以,所有配有執(zhí)行機(jī)構(gòu)的氣動(dòng)、電動(dòng)、液動(dòng)的閥門,都應(yīng)該叫做控制閥,包括電磁閥,因?yàn)樗鼈兌伎梢院涂刂葡到y(tǒng)組成控制回路,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。不管它們接收的是開關(guān)量信號(hào)還是比例信號(hào),控制原理都是一樣。而所有的手動(dòng)式、自力式閥門都不是控制閥。

控制閥系統(tǒng)作用圖(圖2)

    調(diào)節(jié)閥,其實(shí)就是節(jié)流閥,對(duì)于節(jié)流閥,它的意圖是產(chǎn)生壓力降和降低流量,因此它可以有一個(gè)直徑明顯小于閥門通徑的閥座。節(jié)流閥的設(shè)計(jì)是產(chǎn)生壓力降以降低直線壓力、流量、溫度,而開關(guān)閥的結(jié)構(gòu)上允許直線通過(guò)流體而不明顯地產(chǎn)生壓力降。如O型球閥、蝶閥、管夾閥等,它們的流阻都很小,介質(zhì)通過(guò)時(shí)產(chǎn)生的壓降都很小,所以適合開關(guān)控制,不適合節(jié)流控制。節(jié)流閥需要根據(jù)過(guò)程工藝的要求設(shè)計(jì)出合適的流量特性和閥芯、閥座直徑,開關(guān)閥則不需要。節(jié)流閥配以執(zhí)行器,就是電、氣或液動(dòng)調(diào)節(jié)閥了。所以狹義地將,調(diào)節(jié)閥只限于節(jié)流閥如單座閥、雙座閥、套筒閥、角形閥、三通閥、V型球閥等有限的幾種(所以在業(yè)界還有手動(dòng)調(diào)節(jié)閥一說(shuō))。手動(dòng)調(diào)節(jié)閥(圖3)

    可以說(shuō),所有的調(diào)節(jié)閥都是控制閥,但控制閥未必就是調(diào)節(jié)閥。至于自力式調(diào)節(jié)閥,它不應(yīng)該歸入控制閥一類,因?yàn)椴还苁亲粤κ綁毫φ{(diào)節(jié)閥,還是溫度、流量調(diào)節(jié)閥,都是靠介質(zhì)自身的動(dòng)力來(lái)驅(qū)動(dòng)閥門,控制變量還得靠手動(dòng)來(lái)設(shè)定,它們不能和控制系統(tǒng)組成控制回路。它們應(yīng)該和安全閥、疏水閥、減壓閥、水力控制閥等歸入自動(dòng)閥一類。


    控制閥的基本構(gòu)成
    控制閥一般由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門以及其他附件組成。
    流體流過(guò)控制閥時(shí)產(chǎn)生能量損失,通常用閥前后的壓力差來(lái)表示阻力損失的大小。
    如果控制閥前后的管道直徑一致,流量相同,根據(jù)流體的伯努力方程,不可壓縮流體流經(jīng)控制閥時(shí):
    Q=A.u!=A!。二
    單位時(shí)間流過(guò)兩斷面的壓能:p.Q、p!Q;
    單位時(shí)間流過(guò)兩斷面的動(dòng)能:
    單位時(shí)間流過(guò)兩斷面的位能:
    依據(jù)能量守恒法則等式兩邊同除以Q得與本文相關(guān)的產(chǎn)品有角式平衡型截止閥設(shè)計(jì)說(shuō)明