如何選型和計(jì)算氣動(dòng)比例調(diào)節(jié)閥

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　　1.氣動(dòng)比例調(diào)節(jié)閥的選型和選材

　　調(diào)節(jié)閥的選型按照工藝和自控專業(yè)提出的各項(xiàng)要求進(jìn)行。在選型中主要考慮以下各個(gè)方面：流體的性狀、靜壓、溫度、壓差、腐蝕性、對(duì)閥的泄漏要求、閥的動(dòng)作方式、管道配置、以及流通能力和可調(diào)范圍等。

　　流體腐蝕性的影響主要體現(xiàn)在閥體和閥芯材料的選擇上。由于不能排除某些材料只許在某種特殊的閥型中使用的限制條件，因此并不是每種閥型均可任意選擇材料。閥體材料的選取主要考慮流體介質(zhì)的腐蝕性、靜壓和材料的許用溫度。閥芯材料的選取主要考慮流體介質(zhì)的腐蝕性、材料的許用溫度，以及材料耐沖蝕的性能（即考慮液體的阻塞流，閥壓差和流體的清凈程度）。阻塞與否在初選時(shí)尚不能確定，需待計(jì)算后再進(jìn)行校核。同時(shí)滿足以上各項(xiàng)要求的材料方為合選者。

　　調(diào)節(jié)閥應(yīng)具有的公稱壓力等級(jí)是選型的必要條件。它可根據(jù)流體溫度，閥入口最大壓力，按照初選閥體材料在一定溫度條件下與許用壓力的對(duì)應(yīng)關(guān)系來(lái)確定。

　　選型，在步驟上可先以流體壓力、性狀和對(duì)閥的泄漏量要求作為考慮因素，規(guī)定出一些合適的閥型，然后按照這些閥型的優(yōu)選次序，逐一對(duì)以上其他各種因素進(jìn)行校核。流通能力與可調(diào)范圍兩項(xiàng)在初選閥型時(shí)尚未確定，需待計(jì)算出結(jié)果后，在返回進(jìn)行校核。定出初選的閥型后，即得該閥型的必要計(jì)算數(shù)據(jù)，如壓力恢復(fù)系數(shù)FL、最大有效壓差比XT、層流系數(shù)FS和可調(diào)范圍R等，提供以下各項(xiàng)計(jì)算使用初選閥型若不滿足流通能力要求時(shí)需另選閥型，反復(fù)計(jì)算。

　　2.氣動(dòng)比例調(diào)節(jié)閥流通能力計(jì)算和尺寸選擇值

　　選擇調(diào)節(jié)閥尺寸大小的根本依據(jù)是閥的流通能力能否滿足工藝的要求。調(diào)節(jié)閥的額定流通能力和公稱通徑有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，這是有產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的。由此，必須按照工藝條件和初選閥型計(jì)算出流通能力，從初選的閥型中定出合適的公稱通徑。

　　+1）調(diào)節(jié)閥流通能力的計(jì)算（現(xiàn)以液體加以說(shuō)明）

　　計(jì)算公式：CV值是用來(lái)表示調(diào)節(jié)閥的英制單位流量系數(shù)。其定義是，閥處于全開狀態(tài)，兩端壓差為1磅/英寸2（7KPa）的條件下，60℉（15.6℃）的清水，每分鐘通過(guò)閥的美加侖數(shù)。

　　CV＝Q√G/P1-P2+＝Q√G/△P（英制）

　　CV＝1.17Q+√G/P1-P2+＝1.17Q+√G/△P（公制）

　　式中：公制Q＝最大流 gpm（美加侖/分）

　　G＝比重（水＝1）

　　P1＝進(jìn)口壓力Psia（最大流量時(shí)）

　　P2＝出口壓力Psia（最大流量時(shí)）

　　英制Q＝最大流量 m3/h

　　G＝比重（水＝1）

　　P1＝進(jìn)口壓力 kgf/cm2（最大流量時(shí)）

　　P2＝出口壓力 kgf/cm2（最大流量時(shí)）

　　2）公稱通徑的選擇：

　　氣動(dòng)比例調(diào)節(jié)閥公稱通徑選擇，是由最大Cv值、最小Cv值、額定Cv值、可調(diào)范圍，以及調(diào)節(jié)閥有足夠的調(diào)節(jié)余量，這幾個(gè)因素來(lái)決定的。

　　最大Cv值和最小Cv值是分別在最大流量和最小流量條件計(jì)算出的兩個(gè)數(shù)值。

　　a)最大Cv

　　鑒于額定Cv值之有+20％、-10％的調(diào)節(jié)誤差，建議等百分比閥在90-95％開度內(nèi)的值作為最大Cv值，線性調(diào)節(jié)閥在80-90％開度內(nèi)的值作為最大Cv值。

　　b)常用Cv值

　　常在低開度下工作，閥芯易于磨損，再?gòu)目刂菩阅苌峡紤]，希望閥在50-80％開度范圍工作。

　　c)+最小Cv值

　　閥的最小Cv值應(yīng)在固有的可調(diào)范圍之內(nèi)，實(shí)際上大多調(diào)節(jié)閥控制流體時(shí)，開度變化、閥上壓差也相應(yīng)變化。開度與流量之間的固有流量特性，變成了實(shí)際的流量特性，可調(diào)范圍也變小了。閥達(dá)到最小Cv值時(shí)，希望閥在10-20％開度上工作，如果要使閥在最小的開度范圍內(nèi)工作，應(yīng)選擇可調(diào)范圍較大的調(diào)節(jié)閥，或者改用一臺(tái)大，一臺(tái)小的切換閥，用這兩臺(tái)閥分程控制流量

　　3）調(diào)節(jié)閥可調(diào)范圍的驗(yàn)算

　　為了保證調(diào)節(jié)閥在工藝要求的最大到最小流量的整個(gè)范圍內(nèi)滿意地調(diào)節(jié)，就必須進(jìn)一步驗(yàn)算可調(diào)范圍R。以往有用規(guī)定最小流量時(shí)的調(diào)節(jié)閥開度極限作為指標(biāo)進(jìn)行校驗(yàn)的，但這種做法并不十分合適。應(yīng)采用以最小流量計(jì)算所得的最小Cv值作為校驗(yàn)指標(biāo)才為合理，如果最小Cv值滿足條件Cv+min≥2Cv/R，說(shuō)明所選閥門滿足了可調(diào)范圍的要求，否則此閥應(yīng)慎用或采用分程控制。

　　3.調(diào)節(jié)閥流量特性選擇

　　調(diào)節(jié)閥的流量特性分固有特性和工作特性兩種。對(duì)調(diào)節(jié)系統(tǒng)有影響的是工作特性。閥本身只具備固有特性（在閥兩端壓差不變的情況下，不可壓縮流體通過(guò)調(diào)節(jié)閥的流量與開度之間的關(guān)系）。而工作特性是由閥的固有特性結(jié)合管路系統(tǒng)阻力情況得到的。因此，先按調(diào)節(jié)系統(tǒng)要求確定所需的工作流量特性，然后再確定與其相應(yīng)的固有流量特性。典型的固有流量特性有線性特性和等百分比特性。

　　選擇基本原則：

　　1)線性流量特性

　　a)壓差變化小，幾乎恒定。

　　b)整個(gè)系統(tǒng)的壓力損失大部分分配在閥上（開度變化，閥上壓差變化相對(duì)較小）。

　　c)外部干擾小，給定值變化小（可調(diào)范圍要求小的場(chǎng)合）。

　　d)工藝流程的主要參數(shù)的變化呈線性。

　　2）等百分比流量特性

　　a)要求大的可調(diào)范圍。

　　b)管道系統(tǒng)壓力損失大。

　　c)開度變化，閥上壓差變化相對(duì)較大。