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新聞詳情
2022/5/20
氣動調(diào)節(jié)閥的工作原理及計算選型氣動調(diào)節(jié)閥的工作原理
調(diào)節(jié)閥同孔板一樣,是局部阻力元件。與孔板不同的是,調(diào)節(jié)閥的節(jié)流面積可以由閥芯的挪移來改變,是可變的節(jié)流元件。因此,可以將調(diào)節(jié)閥模仿成孔板節(jié)流形式。對于不可壓縮流體,根據(jù)伯努利方程,調(diào)節(jié)閥的流量方程式為
式中,v1,v2——節(jié)流前后流體速度;p1,p2——節(jié)流前后流體壓力;A——節(jié)流管件截面積;qVg——體積流量;ε——阻力系數(shù);g——重力加速度;ρ——流體密度;γF——重度;KV,CV——流量系數(shù),海內(nèi)普通用KV表示,國際上用CV表示。
調(diào)節(jié)閥由執(zhí)行機構和閥門兩部分組成,本文以氣動調(diào)節(jié)閥為例,按其執(zhí)機構形式可分為薄膜式調(diào)節(jié)閥、活塞式調(diào)節(jié)閥和長行程調(diào)節(jié)閥;按閥體結構形式可分為單座閥、雙座閥、角閥、三通閥、偏心旋轉閥、蝶閥、球閥、快速切斷閥等。
氣動調(diào)節(jié)閥原理
2 氣動調(diào)節(jié)閥的計算選型
2.1 初選閥型
閥型選擇重要且復雜,初選閥型主要包括計算流量系數(shù)、預估噪聲等,初步選擇閥體結構型式。若計算不符合要求,還應重新選閥型,并重復計算,直至滿意要求。
2.1.1 確定工藝條件
調(diào)節(jié)閥的選型首先要確定使用條件,包括介質(zhì)性質(zhì)及主要物化參數(shù),流量、壓力、溫度等工藝參數(shù),配管情況(型式、閥前后管徑、系統(tǒng)阻力計算等),自控對象類型及特點,調(diào)節(jié)性能要求等,初選閥型的特點及適用場合可參考表1所列內(nèi)容。
初選閥型的特點及適用場合
單座閥(VP,JP):泄漏量小,允許壓差小,JP型閥具有體積小、質(zhì)量輕等特點。適用于普通流體,要求泄漏量小或切斷場合;
雙座閥(VN):不平衡力小,允許壓差較單座閥大;流路復雜,流量系數(shù)比VP型閥大;泄漏量大;適用于壓差較大,對泄漏量要求不嚴的普通流體;
套筒閥(VM,JM):穩(wěn)定性好,允許壓差較大,易維護;適用于普通流體;
角形閥(VS):流路簡樸,便于自凈和清洗;適用于高黏度、含顆粒等的介質(zhì),特殊適用于要求直角連接場合偏心旋轉閥;
偏心旋轉閥(VZ)體積小、質(zhì)量輕、密封性強;適用于泄漏量小,允許壓差較大場合;
蝶閥(vw):結構緊湊、質(zhì)量輕、流量系數(shù)大、價格低;適用于大流量、低壓力、泄漏量要求不高的場合,尤其適用于濃濁漿狀及含懸浮顆粒的流體控制;
球閥(VP,JP)結構緊湊、質(zhì)量輕、流量系數(shù)大、密封性好;適用于要求切斷及紙漿、污水和含有纖維質(zhì)、顆粒物等介質(zhì)控制。
2.1.2 調(diào)節(jié)閥閥型初選
根據(jù)2.1.1條中選定的閥型,確定調(diào)節(jié)閥流向及流量特性,見表2所列,查詢產(chǎn)品說明書或有關資料,查取所需的管徑、壓力等級等參數(shù)及閥特性參數(shù),如液體壓力恢復系數(shù)FL,壓差比系數(shù)XT等。不同廠家對調(diào)節(jié)閥FL,XT的取值略有差別,可參考《調(diào)節(jié)閥口徑計算指南》[1]和廠家樣本確定的FL和XT取值。
調(diào)節(jié)閥同孔板一樣,是局部阻力元件。與孔板不同的是,調(diào)節(jié)閥的節(jié)流面積可以由閥芯的挪移來改變,是可變的節(jié)流元件。因此,可以將調(diào)節(jié)閥模仿成孔板節(jié)流形式。對于不可壓縮流體,根據(jù)伯努利方程,調(diào)節(jié)閥的流量方程式為
式中,v1,v2——節(jié)流前后流體速度;p1,p2——節(jié)流前后流體壓力;A——節(jié)流管件截面積;qVg——體積流量;ε——阻力系數(shù);g——重力加速度;ρ——流體密度;γF——重度;KV,CV——流量系數(shù),海內(nèi)普通用KV表示,國際上用CV表示。
調(diào)節(jié)閥由執(zhí)行機構和閥門兩部分組成,本文以氣動調(diào)節(jié)閥為例,按其執(zhí)機構形式可分為薄膜式調(diào)節(jié)閥、活塞式調(diào)節(jié)閥和長行程調(diào)節(jié)閥;按閥體結構形式可分為單座閥、雙座閥、角閥、三通閥、偏心旋轉閥、蝶閥、球閥、快速切斷閥等。
氣動調(diào)節(jié)閥原理
2 氣動調(diào)節(jié)閥的計算選型
2.1 初選閥型
閥型選擇重要且復雜,初選閥型主要包括計算流量系數(shù)、預估噪聲等,初步選擇閥體結構型式。若計算不符合要求,還應重新選閥型,并重復計算,直至滿意要求。
2.1.1 確定工藝條件
調(diào)節(jié)閥的選型首先要確定使用條件,包括介質(zhì)性質(zhì)及主要物化參數(shù),流量、壓力、溫度等工藝參數(shù),配管情況(型式、閥前后管徑、系統(tǒng)阻力計算等),自控對象類型及特點,調(diào)節(jié)性能要求等,初選閥型的特點及適用場合可參考表1所列內(nèi)容。
初選閥型的特點及適用場合
單座閥(VP,JP):泄漏量小,允許壓差小,JP型閥具有體積小、質(zhì)量輕等特點。適用于普通流體,要求泄漏量小或切斷場合;
雙座閥(VN):不平衡力小,允許壓差較單座閥大;流路復雜,流量系數(shù)比VP型閥大;泄漏量大;適用于壓差較大,對泄漏量要求不嚴的普通流體;
套筒閥(VM,JM):穩(wěn)定性好,允許壓差較大,易維護;適用于普通流體;
角形閥(VS):流路簡樸,便于自凈和清洗;適用于高黏度、含顆粒等的介質(zhì),特殊適用于要求直角連接場合偏心旋轉閥;
偏心旋轉閥(VZ)體積小、質(zhì)量輕、密封性強;適用于泄漏量小,允許壓差較大場合;
蝶閥(vw):結構緊湊、質(zhì)量輕、流量系數(shù)大、價格低;適用于大流量、低壓力、泄漏量要求不高的場合,尤其適用于濃濁漿狀及含懸浮顆粒的流體控制;
球閥(VP,JP)結構緊湊、質(zhì)量輕、流量系數(shù)大、密封性好;適用于要求切斷及紙漿、污水和含有纖維質(zhì)、顆粒物等介質(zhì)控制。
2.1.2 調(diào)節(jié)閥閥型初選
根據(jù)2.1.1條中選定的閥型,確定調(diào)節(jié)閥流向及流量特性,見表2所列,查詢產(chǎn)品說明書或有關資料,查取所需的管徑、壓力等級等參數(shù)及閥特性參數(shù),如液體壓力恢復系數(shù)FL,壓差比系數(shù)XT等。不同廠家對調(diào)節(jié)閥FL,XT的取值略有差別,可參考《調(diào)節(jié)閥口徑計算指南》[1]和廠家樣本確定的FL和XT取值。