控制閥的節(jié)流原理

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3 1 1控制閥的節(jié)流原理和流量系數(shù)
    之前介紹蒸汽截止閥熱損失，現(xiàn)在介紹控制閥和普通閥門一樣，是一個(gè)局部阻力可以改變的節(jié)流原件。當(dāng)流體流過控制閥時(shí)，由于闊芯、閥座所造成的流通面積的局部縮小，形成局部阻力，與孔板類似，它使流體的壓力和速度產(chǎn)生變化．見圖3-1。控制閥，過程控制工業(yè)里zui常用的終端控制元件就是控制閥。控制閥調(diào)節(jié)流動(dòng)的流體，如氣體、蒸汽、水或化學(xué)混合物，以補(bǔ)償負(fù)載擾動(dòng)并使被控制的過程變量盡可能地靠近需要的設(shè)定點(diǎn)。控制閥一般由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門組成。如果按其所配執(zhí)行機(jī)構(gòu)使用的動(dòng)力，控制閥可以分為氣動(dòng)、電動(dòng)、液動(dòng)三種，即以壓縮空氣為動(dòng)力源的氣動(dòng)控制閥，以電為動(dòng)力源的電動(dòng)控制閥，以液體介質(zhì)(如油等)壓力為動(dòng)力的電液動(dòng)控制閥，另外，按其功能和特性分，還有電磁閥、電子式、智能式、現(xiàn)場(chǎng)總線型控制閥等。

控制閥的節(jié)流原理控制閥(圖1)

    上海申弘閥門有限公司主營(yíng)閥門有：截止閥,電動(dòng)截止閥傳感器將壓力、溫度、流量等信號(hào)反饋給調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器將測(cè)量信號(hào)與設(shè)定值進(jìn)行比較，然后根據(jù)運(yùn)算的結(jié)果輸出控制信號(hào)給控制閥，由控制閥來調(diào)整閥門開度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度、壓力、流量等參數(shù)的自動(dòng)調(diào)節(jié)。按照這個(gè)定義，閥門必須要和傳感器、控制器(PLC、DCS或單純的調(diào)節(jié)器)組成控制回路(不管是單回路還是多回路)實(shí)現(xiàn)對(duì)過程變量的控制，才能稱之為控制閥。所以，所有配有執(zhí)行機(jī)構(gòu)的氣動(dòng)、電動(dòng)、液動(dòng)的閥門，都應(yīng)該叫做控制閥，包括電磁閥，因?yàn)樗鼈兌伎梢院涂刂葡到y(tǒng)組成控制回路，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。不管它們接收的是開關(guān)量信號(hào)還是比例信號(hào)，控制原理都是一樣。而所有的手動(dòng)式、自力式閥門都不是控制閥。

控制閥系統(tǒng)作用圖(圖2)

    調(diào)節(jié)閥，其實(shí)就是節(jié)流閥，對(duì)于節(jié)流閥，它的意圖是產(chǎn)生壓力降和降低流量，因此它可以有一個(gè)直徑明顯小于閥門通徑的閥座。節(jié)流閥的設(shè)計(jì)是產(chǎn)生壓力降以降低直線壓力、流量、溫度，而開關(guān)閥的結(jié)構(gòu)上允許直線通過流體而不明顯地產(chǎn)生壓力降。如O型球閥、蝶閥、管夾閥等，它們的流阻都很小，介質(zhì)通過時(shí)產(chǎn)生的壓降都很小，所以適合開關(guān)控制，不適合節(jié)流控制。節(jié)流閥需要根據(jù)過程工藝的要求設(shè)計(jì)出合適的流量特性和閥芯、閥座直徑，開關(guān)閥則不需要。節(jié)流閥配以執(zhí)行器，就是電、氣或液動(dòng)調(diào)節(jié)閥了。所以狹義地將，調(diào)節(jié)閥只限于節(jié)流閥如單座閥、雙座閥、套筒閥、角形閥、三通閥、V型球閥等有限的幾種(所以在業(yè)界還有手動(dòng)調(diào)節(jié)閥一說)。手動(dòng)調(diào)節(jié)閥(圖3)

    可以說，所有的調(diào)節(jié)閥都是控制閥，但控制閥未必就是調(diào)節(jié)閥。至于自力式調(diào)節(jié)閥，它不應(yīng)該歸入控制閥一類，因?yàn)椴还苁亲粤κ綁毫φ{(diào)節(jié)閥，還是溫度、流量調(diào)節(jié)閥，都是靠介質(zhì)自身的動(dòng)力來驅(qū)動(dòng)閥門，控制變量還得靠手動(dòng)來設(shè)定，它們不能和控制系統(tǒng)組成控制回路。它們應(yīng)該和安全閥、疏水閥、減壓閥、水力控制閥等歸入自動(dòng)閥一類。

    控制閥的基本構(gòu)成
    控制閥一般由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門以及其他附件組成。
    流體流過控制閥時(shí)產(chǎn)生能量損失，通常用閥前后的壓力差來表示阻力損失的大小。
    如果控制閥前后的管道直徑一致，流量相同，根據(jù)流體的伯努力方程，不可壓縮流體流經(jīng)控制閥時(shí)：
    Q=A．u!=A!。二
    單位時(shí)間流過兩斷面的壓能：p．Q、p！Q；
    單位時(shí)間流過兩斷面的動(dòng)能：
    單位時(shí)間流過兩斷面的位能：
    依據(jù)能量守恒法則等式兩邊同除以Q得與本文相關(guān)的產(chǎn)品有角式平衡型截止閥設(shè)計(jì)說明