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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。
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。
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