气动调节阀的工作原理及计算选型

气动调节阀的工作原理

调节阀同孔板一样，是局部阻力元件。与孔板不同的是，调节阀的节流面积可以由阀芯的移动来改变，是可变的节流元件。因此，可以将调节阀模拟成孔板节流形式。对于不可压缩流体，根据伯努利方程，调节阀的流量方程式为

式中，v1，v2——节流前后流体速度；p1，p2——节流前后流体压力；A——节流管件截面积；qVg——体积流量；ε——阻力系数；g——重力加速度；ρ——流体密度；γF——重度；KV，CV——流量系数，国内一般用KV表示，国际上用CV表示。

调节阀由执行机构和阀门两部分组成，本文以气动调节阀为例，按其执机构形式可分为薄膜式调节阀、活塞式调节阀和长行程调节阀；按阀体结构形式可分为单座阀、双座阀、角阀、三通阀、偏心旋转阀、蝶阀、球阀、快速切断阀等。

气动调节阀原理

2 气动调节阀的计算选型

2.1 初选阀型

阀型选择重要且复杂，初选阀型主要包括计算流量系数、预估噪声等，初步选择阀体结构型式。若计算不符合要求，还应重新选阀型，并重复计算，直至满足要求。

2.1.1 确定工艺条件

调节阀的选型首先要确定使用条件，包括介质性质及主要物化参数，流量、压力、温度等工艺参数，配管情况(型式、阀前后管径、系统阻力计算等)，自控对象类型及特点，调节性能要求等，初选阀型的特点及适用场合可参考表1所列内容。

初选阀型的特点及适用场合

单座阀(VP,JP):泄漏量小，允许压差小，JP型阀具有体积小、质量轻等特点。适用于一般流体，要求泄漏量小或切断场合；

双座阀(VN):不平衡力小，允许压差较单座阀大；流路复杂，流量系数比VP型阀大；泄漏量大；适用于压差较大，对泄漏量要求不严的一般流体；

套筒阀(VM,JM):稳定性好，允许压差较大，易维护；适用于一般流体；

角形阀(VS):流路简单，便于自净和清洗；适用于高黏度、含颗粒等的介质，特别适用于要求直角连接场合偏心旋转阀；

偏心旋转阀(VZ)体积小、质量轻、密封性强；适用于泄漏量小，允许压差较大场合；

蝶阀(vw):结构紧凑、质量轻、流量系数大、价格低；适用于大流量、低压力、泄漏量要求不高的场合，尤其适用于浓浊浆状及含悬浮颗粒的流体控制；

球阀(VP,JP)结构紧凑、质量轻、流量系数大、密封性好；适用于要求切断及纸浆、污水和含有纤维质、颗粒物等介质控制。

2.1.2 调节阀阀型初选

根据2.1.1条中选定的阀型，确定调节阀流向及流量特性，见表2所列，查询产品说明书或有关资料，查取所需的管径、压力等级等参数及阀特性参数，如液体压力恢复系数FL，压差比系数XT等。不同厂家对调节阀FL，XT的取值略有差别，可参考《调节阀口径计算指南》[1]和厂家样本确定的FL和XT取值。