第七节调节阀的可调比

187何谓调节阀的可调比？***小流量Qmin和泄漏量的含义有何不同？

调节阀的可调比就是调节阀所能控制的***大流量与***小流量之比。可调比也称可调范围，若以R表示，则

 

      R越大，调节流量的范围越宽，性能指标就越好。通常阀的R＝30，有的阀，如V形球阀、全功能超轻型调节阀，R可达100-200。

      要注意区分***小流量Qmin和泄漏量的含义不同。***小流量是指可调流量的下限值，它一般为***大流量Qmin的2%~4%，而泄漏量是阀全关时泄漏的量，它仅为***大流量的0.01%~0.1%。

 

188什么叫理想可调比？  

 

当调节阀上压差一定时，其可调比称为理想可调比，即

 

       由此可见，理想可调比等于***大流量系数与***小流量系数之比，它反映了调节阀调节能为的大小，是由调节阀的结构设计所决定的。一般总是希望可调比大一些为好，但由于阀芯结构设计及加工方面的限制。流量系数Kvmin不能太小，因此，理想可调比通常均小于50。目前，我国设计时统一取R＝30。

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189何谓实际可调比？

     

调节阀在实际工作时，不是与管路系统串联就是与旁通阀并联。由于调节阀上压差随管路系统的阻力变化，或帝通阀开启程度的不同，使调节阀的可调比也产生相应的变化，这时调节阀的可调比就称为实际可调比。

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190串联管道调节阀的实际可调比怎样计算？

     

调节阀与管路串联情况如图3-10所示。由于流量的增加，管道的阻力损失也增加。若系统的总压差△Ps不变，则分配到调节阀上的压差相应减小，这就使调节阀所能通过的***大流量减小，所以，串联管道时调节阀实际可调比会降低。或用Rˊ表示调节阀的实际可调比，则

 

 

（调节阀全关时阀前后的压差△Pvmax约等于系统总压差△Ps）

若令

 

则

 

式中 △Pvmax——调节阀全关时阀前后的压差,它约等于系统总压差;

        △Pvmin ——调节阀全开时阀前后的压差；

             △Ps ——系统的压差。

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191何谓阀阴比（或称压降比）s？

 

在上问中，令

 

       s即为调节阀全开时阀前后压差△Pvmin与系统总压差△Ps之比，称其为阀阻比，也称为压降比。

       又由式图片可知，当S值越小，即串联管道阻力损失越大时，实际可调比就越小（如图3-10所示）。因此，在实际使用中，为保证调节阀有一定的可调比，应考虑调节阀有一定的S值，即使其有一定的压差。

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192并联管道调节阀的实际可调比怎样计算？

 

从图3-13所示的并联管道，当打开与调节阀并联的旁路时，实际可调比为

 

若令

 

将Q1min和Q2代入前式得

 

从上式可知，当x值 越小，即旁路流量越大时，实际可调比就越小。它的变化如图3-14所示。从图中可以看出旁通阀的开度对实际可调比的影响极大。

 从式（3-93）可得

 

      式（3-98）表明并联实际可调比与调节阀本身的可调比无关。调节阀的***小流量一般比旁路流量小得多，故其可调比实际上只是总管***大流量与旁路流量的比值。

      综上所述，串联或并联管道都将使实际可调比下降，所以在选择调节阀和组成系统时不应使S值太小，要尽量避免打开并联管路的旁通阀，以保证调节阀有足够的可调比。

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193怎样进行调节阀的可调比验算？

 

选择调节阀时，要进行可调比验算。

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，S值越小，***大流量相应减小。同时，工作开度也不是从0至全开，而是在10%~90%左右的开度范围内工作，使实际可调比进一步下降，一般能达10左右，因此验算时，以R＝10来进行。

      验算公式图片

      把R＝10代入上式，得可调比验算公式为图片

      当S≥0.3时，R实际≥5.5，能满足一般生产要求，此时可以不验算。

      或调节阀不能满足工艺上***大流量、***小流量的调节要求时，可采用两个调节阀进行分程控制，也可选用一台R较大的特殊调节阀来满足使用要求。

 

194当S＝1时，实际流量特性如何？

      如图3-15所示，当S＝1时，即管道阻力损失为零，系统的总压差全部降落在调节阀上，实际工作特性与理想特性是一致的。

 

 

195当S＜1时，随S的减小，对阀的调节性能的影响如何？

随着S的减小，从式（3-95）得

 

 

式中△Pmin——调节阀全开时阀前后压差；

        △Ps  ——系统总压差。

可以看出，管道上的阻力损失增加，使系统的总压差降落在管道上的压差增加，调节阀全开时的流量减小，调节阀的可调比缩小。

 

196当S＝1时，随S的减小，流量特性的畸变趋势如何？对系统调节质量有何影响？

      随着S的减小，流量特性曲线发生很大的畸变，成为一系列向上拱的曲线，理想线性流量特性趋向于快开特性，理想等百分比流量特性趋向于直线特性如图3-15所示，使小开度时放大系数增加、大开度时放大系数减小。因此，在实际使用中，一般希望S值***小不低于0.3-0.5。

 

 

 

197在串联管道中，通过关小工艺阀门，使工作在小开度的调节阀具有一定的、转大的开度是否可行？

在现场使用中，当调节阀选 得过大或生产处于非满负荷状态时，致使调节阀工作在小开度，在这种情况下，如果把工艺阀门关小一些，以增加管道阻力，使调节阀的流量降低，可使调节阀的开度增大到一定值。

       这样做，从表面上看调节阀有较大位移，但实际上由于管道阻力增加，使系统的总压差降落在管道上的压差增加，使阀阻比S的值下降，使阀的工作流量特性发生畸变，从而造成调节质量的恶化。

 

 

198为什么说向理想流量特性靠拢的高S运行是不合理的？

      为了保证有较好的调节品质，人们按传统的流量特性的理论，要求实际工作情况向理想情况靠拢。以牺牲能耗来换取调节品质，提出S应等于0.3~0.6。S不小于0.3。事实上，由于实际工作特性的畸变，这种方法并不好。

 

 

 

199怎样在低S下使阀的固有特性尽可能与工作特性相吻合？

      改变实际工作情况向理想情况靠拢的思路，将阀的固有特性向实际工作特性靠拢的具体做法是：研究实际工作中具有代表性的、典型的S值，提供在这些S值下的线性和对数流量特性等，使阀的固有特性尽可能与工作特性相吻合。应用计算机研究这种理论，可使调节阀特性很容易根据不同S值实现在线整定、补偿，从而根据系统需要获得校佳的工作特性。

 

 

 

200理想与实际相结合的低S流量特性有何优点和实用意义？？

      优点和实用意义如下:

 

       ①阀提供的固有特性与实际工作特性更加接近，畸变减小，调节性能提高。

       ②按抵S来设计阀的固有特性，打破传统的牺牲能耗来换取调节品质的高S运行理论，可大大节省系统能耗。据此理念，S可以在0.05~0.15之间，与原高S运行相比，可节省能源15%~22%。面对日趋紧张的能源形势，这无疑有较好的经济效益和社会效益。

       ③有利于产品制造。目前，调节阀流量特性误差是工厂***难解决的性能指标。然而，使用中因畸变很厉害，从来没有用户提出过流量特性误差影响使用和调节的问题。因为即使提供的流量特性误差为0，到实际工作中，也会发生很大的畸变。因此，原流量特性误差的把关只抓住其次要矛盾，忽视了实际工作中畸变这一主要矛盾。采用常用典型S值下的工作特性为阀的固有特性，不但抓住了主要矛盾，保证了调节性能，而且这种试验更简化，也有利于产品制造。

 

 

201节能调节阀的流量特性如何？

      所谓节能调节阀，其实质就是保证在低S运行下，调节阀有较理想的流量特性。

 

       能否在低S下运行，传统的讨论都僵持在阀的固有流量特性这个问题上。S值太小，主要影响两个调节品质指标：一是可调范围减小，二是流量特性畸变。因此得出结论，为保证调节阀调节品质，S应取大一些，一般为0.3~0.6，从而否定了低S运行的问题。

       上述争论的问题，实际上只要根据理想与实际相结合的流量特性设计方法，在阀上做文章，问题也就显得十分简单了。由工作流量特性公式（6-19），将S＝0.1代入，即可得到S＝0.1的节能调节阀流量特性。

        在试验中，通过修正阀芯曲面或套筒窗口的形状和尺寸，便可很方便地解决所谓的低S流量特性畸变的问题。实际可调比可达30，实际流量特性满足国标对流量特性误差考核的要求，完全同普通阀一样。于是，一种只在理想固有特性上讨论，把S定在0.3以上，通过提高阀上压降、牺牲能耗来换取调节品质的传统的方法被打破了。通过对阀的小小修正来解决问题，不仅简单易行，而且还节约了大量能源。

 

 

202怎样利用S求调节阀全开时的阀上压降△P?

      由S定义，S＝△P/（△P+△P管）得图片

 

       再考虑设备压力的波动影响，加5%~10%的P留为余地，故

 

式中△P——调节阀全开时的阀上压降；

      △P管——调节阀全开时，除调节阀外的系统损失总和，即管道、弯头、节流装置、手动阀门、热交换器等损失之和。

 

203对一个已实际投入运行的系统，如何根据已知参数求阀阻比S?

      一个实际投运了的系统，如引进装置，对方提供了已和的***大、***小流量及相应压差，阀门的标准Kv值，即可由以下公式求S。

 

204怎样根据S确定阀的固有特性(即理想特性)？

      先根据表3-10选定的工作特性，再根据S由表3-11确定阀固有特性（即理想特性）。