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调节阀的基本性能流量特性(2)
2017-4-20 14:57 中国泵阀制造网 作者:中国泵阀第一网信息部 点击:750
【中国泵阀制造网 基础知识】实际上在选择调节阀额定流量系数KV额时留有一定裕量的目的是,要保证在调节阀额定流量系数KV额发生最大负偏差,调节阀通流能力最小时,最大工艺流量仍能顺利通过调节阀。阀门KV额发生最大负偏差时的流量系数为B·KV额其中B可称为最大额定流量负偏差系数,表征调节阀产品额定流量系数的负偏差幅度,它取决于以下两个影响调节阀全开流量的因素...

实际上在选择调节阀额定流量系数KV额时留有一定裕量的目的是,要保证在调节阀额定流量系数KV额发生最大负偏差,调节阀通流能力最小时,最大工艺流量仍能顺利通过调节阀。阀门KV额发生最大负偏差时的流量系数为B·KV额其中B可称为最大额定流量负偏差系数,表征调节阀产品额定流量系数的负偏差幅度,它取决于以下两个影响调节阀全开流量的因素:a.执行器行程最大负偏差m;b.调节阀流量系数最大负偏差n,他们之间的关系可用下式表达。

调节阀基本性能流量特性-中国泵阀第一网

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式中:m=︱E︱

E—执行器全行程偏差(一般不带定位器-5%、带定位器为-1%).

F(1-m)是(1-m)的函数,表达不同流量特性的调节阀,由于执行器全行程偏差而产生的流量系数偏差值,对于等百分比流量特性阀门调节阀基本性能流量特性-中国泵阀第一网对于直线流量特性阀门调节阀基本性能流量特性-中国泵阀第一网N—额定流量系数最大负偏差(国标和IEC标准均规定为不超过10%),故一般可取n=0.1.

将上列关系式代入式(5-3)可得:

调节阀基本性能流量特性-中国泵阀第一网                                                         (5-4)

对于直线流量特性的阀门

调节阀基本性能流量特性-中国泵阀第一网                                           (5-5)

注:以上公式中n和E是调节阀的性能数据,最终应以制造厂提供的保证值为准。

计算出B值以后我们应当可按下式来确定调节阀的额定流量系数KV额

KV≥Kvmax/B

以上方法给出的余量是考虑了多种因素同时处于最不利条件的数值,具体条件下,如还有其它执行器行程负偏差因素,可计入式5-3的m项;阀门流量系数负偏差因素,可计入式5-3的n项。但不可在依据不足的情况下过于放大余量,因为,这样阀交长期工作在小开度状态,影响其使用寿命和工作性能。 

第五节 可调节范围校验

过去通常用的方法是验算可调比,步骤如下:调节阀的理想可调比R=30,但在实际运行中,受工作特性的影响,工作环节度不是从零到全开,而是在10~90%左右的开度范围内工作,故一般取R=10。把R=10代入式

调节阀基本性能流量特性-中国泵阀第一网                                      (5-7)

当S≥0.3时R实≥5.5,因此一般认为在R实≥3时能满足一般工艺要求,故此时可比不验算。

当选定KV额后,可用下式计算实际压降分配比S。

调节阀基本性能流量特性-中国泵阀第一网(5-8)

此种验算可调比的方法简单,用于手算较方便,但取R=10和R实≥3就能满足一般工艺要求的提法属经验估计,缺乏理论基础,故只能用于估算。同时式5-7、5-8都是不可压缩性流体特性推导出的,用语气(汽)体也有一定误差。

针对这个问题本文建议采用校验可调节范围的方法,首先确定调节阀的可用工作范围KV’max,Kv’min,再计算出工艺系统要求的最大流量系数Kvmax和最小流量系数Kvmin,当两者均处于调节阀可用工作范围内,即Kvmin>Kv’min、Kvmax<Kv’max时,则校验合格。

5.5.1可用调节范围

调节阀可用工作范围的上限值Kv’max在本章第四节中已给出

Kv’max=B·KV                                                  (5-9a)

同样我们也可用类似的偏差分析的方法来确定其下限值,但影响工作范围下限取值的因素、除设备偏差外,还有阀门在小开度情况下寿命短、易发生振荡的问题,因此,宜采用经验方法确定此值,一般规定(l/L)min>10~30%(高压差、有振荡倾向时取大值)。

转化为流量系数指标:

对于直线特性

Kv’min=(l/L)min·KV额=(0.1~0.3)KV额                          (5-9b)

对于等百分比特性

Kv’min=R·KV额=(0.05~0.09) KV                         (5-9c)

式中以R=30代入。

5.5.2必须调节范围

必须调节范围就是工艺系统要求调节阀所具有的,能够有效调节的范围,其上限Kvmax已在本章第三节中给出,下限Kvmin值的计算可分两种情况:当系统压差△P系统为定值时,Kvmin就是Qmin时的流量系数;当△P系统为变化量时,情况就不同了,这时Kv值还与△P有关。因此,在这种情况下,需作多工况比较计算,从中找出Kvmin.

用这种方法考核调节阀的可调节性,不依靠假定条件,可靠性较高、其缺点是计算工作量较大,若利用计算机计算则可方便得多。 

第六节 开度计算

调节阀开度计算结果可为设计人员提供较直观的参考依据,有关开度的计算公式有许多种,其中有些存在着一些问题,如有的公式是由不可压缩性流体条件导出,不适用于可压缩性介质计算。实际上调节阀开度计算公式可直接用固有流量特性表达式导出,因为,据GB4213-84 1.15、1.16条定义,相对流量系数为“某给定开度的流量系数占额定流量系数之比Kvi/KV额,固有流量特性—相对流量系数和对应的相对行程之间的固有关系。即Kvi/ KV额=f(l/L)”.所以,开度:l/L=f-1(Kvi/KV额)

对于直线流量特性:

调节阀基本性能流量特性-中国泵阀第一网                                          (5-10)

对于等百分比流量特性:

调节阀基本性能流量特性-中国泵阀第一网                                       (5-11)

这里Kvi为对应于流量Qi时的计算流量系数,以Kvmax、Kvmin代入式5-10、5-11就可得出调节阀的最大工作开度(l/L)max和最小工作开度(l/L)min. 

第七节 允许压差校验 

通常阀芯的不平衡力正比于阀门压差,压差越大,不平衡力就越大。当阀执行器作用力确定后,其工作压差就收到限制。同时,允许工作压差也受阀内结构和材料的限制(阀门抗冲刷、汽蚀的能力有一定限度),故阀门允许压差还与结构和材料有关。通常调节阀的最大允许压差由阀门厂提出,阀门选定后就可查得允许压差(气动调节阀需了解气源压力)。如厂方同时提供了最大允许工作压差的最大允许关闭压差,就需分别用阀门的最大工作压差和关闭压差与之比较,如厂方只提供了最大允许压差,则只能用阀门在各工况中可能出现的最大压差△Pmax与之比较,其中△Pmax一般为阀关闭时的压差,但对于系统上下游压力是变化的情况,则需按实际情况

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(来源:中国泵阀第一网)

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