調(diào)節(jié)閥流量特性及應(yīng)用分析

謝輝（江蘇泰州石油化工有限責(zé)任公司電儀車間，江蘇　泰州　225300）

調(diào)節(jié)閥流量特性及應(yīng)用分析

謝輝（江蘇泰州石油化工有限責(zé)任公司電儀車間，江蘇泰州225300）

本文著手于調(diào)節(jié)閥流量特性的定義，通過對(duì)調(diào)節(jié)閥理想流量的特性進(jìn)行分析，結(jié)合調(diào)節(jié)閥的可調(diào)比進(jìn)行探究，總結(jié)出調(diào)節(jié)閥流量特性的應(yīng)用途徑，以此為我國自動(dòng)控制系統(tǒng)今后的實(shí)踐應(yīng)用與創(chuàng)新提供可行性參考。

調(diào)節(jié)閥；流量特性障；應(yīng)用分析

調(diào)節(jié)閥是自動(dòng)化控制系統(tǒng)當(dāng)中重要的組成部分，在實(shí)踐環(huán)節(jié)能夠極大地提高控制系統(tǒng)的整體質(zhì)量，降低外界環(huán)境對(duì)系統(tǒng)設(shè)備所造成的影響。調(diào)節(jié)閥的流量特性預(yù)期固有特性相差較大，受諸多外界因素的影響，系統(tǒng)設(shè)備內(nèi)部的調(diào)節(jié)閥在使用過程中很容易出現(xiàn)特性畸變，這就會(huì)給控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與運(yùn)行造成了極大的干擾。本文主要對(duì)調(diào)節(jié)閥流量特性及其應(yīng)用途徑進(jìn)行分析，以此為我國今后的自動(dòng)控制系統(tǒng)優(yōu)化與創(chuàng)新提供合理化參考。

1　調(diào)節(jié)閥流量特性的定義

調(diào)節(jié)閥被廣泛應(yīng)用于水流量控制系統(tǒng)當(dāng)中，屬于控制系統(tǒng)當(dāng)中的執(zhí)行組件。不同的調(diào)節(jié)閥，其工作性能有好有壞，更會(huì)直接影響到調(diào)節(jié)閥的實(shí)際控制質(zhì)量。調(diào)節(jié)閥的流量特性具體指的是介質(zhì)流過調(diào)節(jié)閥的相對(duì)位移與相對(duì)流量之間的關(guān)系。由于調(diào)節(jié)閥在不同的環(huán)境場合安裝方式各不相同，調(diào)節(jié)閥管路系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的變化，這就會(huì)導(dǎo)致調(diào)節(jié)閥的工作介質(zhì)發(fā)生轉(zhuǎn)變，致使調(diào)節(jié)閥的工作條件出現(xiàn)差異性，引起調(diào)節(jié)閥壓降比顯著降低。通常情況下，當(dāng)調(diào)節(jié)閥流量特性與實(shí)際情況不相符時(shí)，調(diào)節(jié)閥固有特性的差異程度就會(huì)引起特性畸變，這種畸變很容易導(dǎo)致調(diào)節(jié)閥在使用過程中出現(xiàn)問題情況，致使調(diào)節(jié)閥在實(shí)際環(huán)境中無法滿足控制系統(tǒng)的實(shí)際性能指標(biāo)。

2　調(diào)節(jié)閥理想流量的特性研究

調(diào)節(jié)閥的理想流量特性具體指的是調(diào)節(jié)閥使用前后的最優(yōu)化流量特性。理想流量特性是由調(diào)節(jié)閥芯的形狀而決定的。常見的理想流量特性包括拋物線流量特性、百分比流量特性、快開流量特性以及直線流量特性等。拋物線流量特性具體指的是單位在發(fā)生相對(duì)位移變化以后所引起的相對(duì)流量變化，該變化情況與單位的相對(duì)流量值的平方根成正比關(guān)系。拋物線流量特性介于等百分比特性以及直線特性之間，在使用過程中通常以等百分比特性代之；百分比流量特性具體指的是單位發(fā)生相對(duì)位移后所引起的相對(duì)流量變化，百分比流量特性與單位的相對(duì)流量成正比關(guān)系；快開流量特性具體指的是調(diào)節(jié)閥在開度較小時(shí)的流量，隨著開度的逐漸增大，調(diào)節(jié)閥的流量很快就會(huì)達(dá)到最大值，此時(shí)的再增加調(diào)節(jié)閥的開度，其流量變化就會(huì)很??；直線流量特性具體指的是調(diào)節(jié)閥的相對(duì)位移與相對(duì)流量之間所成的直線關(guān)系，即單位相對(duì)位移形成變化所引起的相對(duì)流量變化，屬于常數(shù)的范疇。

3　調(diào)節(jié)閥流量特性的應(yīng)用研究

為了對(duì)調(diào)節(jié)閥的流量特性有一個(gè)更加清楚的認(rèn)識(shí)，筆者在本次實(shí)驗(yàn)探究過程中涉及了兩種不同的調(diào)節(jié)閥簡化模型，通過分析不同模型內(nèi)流通截面的形狀，將這兩個(gè)模型分別稱為環(huán)形模型以及扇形模型。環(huán)形模型的流通截面為圓形，筆者在研究過程中為了確保調(diào)節(jié)閥流量特性能夠清楚展現(xiàn)，準(zhǔn)確的設(shè)定了環(huán)形模型直徑隨單位移動(dòng)行程而均勻發(fā)生變化的事例，通過計(jì)算，準(zhǔn)確得知環(huán)形模型流通面積與行程之間的平方關(guān)系。扇形模型設(shè)定為流通截面0～360°范圍內(nèi)隨著單位行程的變化而相應(yīng)改變的平方關(guān)系，扇形模型的流通面積與行程之間的關(guān)系為線性流通量特性。

結(jié)合兩種模型結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，在研究扇形模型的過程中可以清楚發(fā)現(xiàn)，當(dāng)扇形調(diào)節(jié)閥的相對(duì)開度為0～0.8以內(nèi)時(shí)，調(diào)節(jié)閥的流量曲線就會(huì)略微下凹，這充分說明了，在該段行程范圍內(nèi)，調(diào)節(jié)閥的流量變化速度先慢后快。當(dāng)扇形調(diào)節(jié)閥的相對(duì)開度為0.8～1.2以內(nèi)時(shí)，流量曲線幾乎與直線型流量特性相互重合，這充分說明了大開度下的扇形模型，具有與直線型流量特性相似的流量線性變化。因此，扇形模型的流量特性曲線應(yīng)當(dāng)介于對(duì)數(shù)型和直線型流量特性之間；通過對(duì)環(huán)形模型的流量特性進(jìn)行研究可知，隨著調(diào)節(jié)閥開度的增加，環(huán)形模型流量特性的曲線斜率逐漸增大。通過對(duì)該曲線斜率進(jìn)行區(qū)域劃分可知，調(diào)節(jié)閥相對(duì)開度在0～0.5的區(qū)域，曲線斜率小于1，模型流量變化速度相對(duì)緩慢。當(dāng)調(diào)節(jié)閥相對(duì)開度在0.5～0.6附近時(shí)，曲線的斜率開始接近1，且模型的線性流量發(fā)生均勻變化。當(dāng)調(diào)節(jié)閥相對(duì)開度在0.6～1時(shí)，曲線率迅速大于1，并且保持增加，流量變化速度明顯加快。本次研究結(jié)果表明，環(huán)形模型的理想流量特性曲線接近于數(shù)型。

通過本次實(shí)驗(yàn)研究可知，調(diào)節(jié)閥的流量特性對(duì)于單位行程的變化量影響尤為重要。不同流量面積或不同行程分布關(guān)系的調(diào)節(jié)閥，在使用過程中其理想流量特性曲線更加趨向于直線型，因此，在使用調(diào)節(jié)閥的過程中，使用者能夠通過優(yōu)化調(diào)節(jié)閥的網(wǎng)孔形狀或者通過改變調(diào)節(jié)閥伸縮筒上的網(wǎng)孔分布，以此滿足不同的調(diào)節(jié)要求，充分實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)閥多種形式的具體使用特征。

4　結(jié)語

綜上所述，調(diào)節(jié)閥是自動(dòng)化控制系統(tǒng)當(dāng)中重要的組成部分，在實(shí)踐環(huán)節(jié)能夠極大地提高控制系統(tǒng)的整體質(zhì)量，降低外界環(huán)境對(duì)系統(tǒng)設(shè)備所造成的影響。我國科研工作者在今后的實(shí)踐工作當(dāng)中理應(yīng)加強(qiáng)對(duì)調(diào)節(jié)閥流量特性的研究，爭取在固有的調(diào)節(jié)閥流量特性基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)優(yōu)化與創(chuàng)新，以此為我國今后的調(diào)節(jié)閥設(shè)備優(yōu)化與改進(jìn)提供必要的支持。

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