3.3  阀门流量调节强度

为了衡量阀门的流量调节特性, 定义阀门流量调节强度为阀门单位开启所引起的流量变化与该点流量之比[ 1]

式中 F ———流量调节强度, 简称为调节强度

   q ———在相同压差下, 过阀流量与阀最大

开度下的流量之比

     k ———阀门相对开度, 阀门的实际开度/与阀最大开度lmax之比

流量调节强度F 综合反映了阀门在某一开度下对流量的调节能力。阀门主要作用是通过改

变流量来达到控制目的, 故F 反映了阀门开度变化对流量调节作用的大小。F 值越大, 调节能力越强, 但当F 值超过某一值后, 易出现超调现象;F 值越小, 阀门的调节能力越弱, 而F 值太小会使阀门失去调节能力, 因此将F 作为衡量阀门流量调节性能的主要指标。

3.3.1  阀门固有调节性能

阀门固有调节性能用其固有流量调节强度衡量。固有流量调节强度也称结构调节强度, 其大小仅取决于阀门的内部结构, 与是否安装在管道上无关。阀门的固有流量比qg 定义为在相同压差作用下, 阀门任意开度的过阀流量与阀门在最大开度的流量之比。

阀门在任意开度下两端的压降为:

假设保持压降不变, 使阀门全开, 此时过阀流量达到最大, 即Q =Qmax , 式(9)为:

用式(9)除以式(10)得到阀门固有流量比qg与阀门开度k 的关系:

由式(8)、(11)得阀门固有流量调节强度Fg :

3.3.2  虚拟阀门流量调节强度

虚拟阀门流量调节强度反映了阀门在管网系统中的流量调节性能。由式(6)可得:

在相同压差下, 当阀门全开(k =1)时, 最大过阀流量为:

式中 SH(1)———同条件下阀门全开, 即相对开度为1 时虚拟阀门阻抗

由式(8)中的含义得:

将上式对相对开度k 求微分, 得虚拟阀门流量调节强度为:

在粗糙区管道阻抗Sl 与阀门相对开度k 无关, 式(16)为:

令:

称W 为阀门权重系数, 则式(17)为:

FH =WFg  (19)  

可见, 阀门的最大流量调节能力取决于内部结构, 是阀门的固有特性。而阀门在管路系统中

每一运行工况下的实际调节能力, 主要取决于阀门相对于虚拟阀门的权重系数。虚拟阀门流量调节强度与阀门固有流量调节强度的偏差越小, 阀门的实际调节性能越好;反之亦然。