三通控制閥的原理及設(shè)計應(yīng)用探討

三通控制閥的原理及設(shè)計應(yīng)用探討
摘 要： 通過對控制閥的原理、流量特性、結(jié)構(gòu)類型的闡述，介紹了三通控制閥在藍星0kt/a有機硅單體工程項目中的應(yīng)用。
1 控制閥的節(jié)流原理
  從流體力學(xué)的觀點看，控制閥是一個局部阻力可以變化的節(jié)流元件，對不可壓縮流體，由伯努利方程可以求得通過控制閥的流體流量（如式（1）。






    式中 qV———體積流量；

    p1———閥前壓力；

    p2———閥后壓力；

    A———節(jié)流面積；

    ξ———控制閥的阻力系數(shù)；

    ρ———流體的密度。

  由式（1）可見，當(dāng)A一定，p1–p2不變時，qV僅隨控制閥阻力系數(shù)的變化而變化：若ξ減小，則qV增大；反之，若ξ增大，則qV減小。控制閥就是根據(jù)控制信號的大小和方向改變閥芯的行程來改變閥的阻力系數(shù)，以達到調(diào)節(jié)流體流量的目的。






    式中C———控制閥的流通能力。

  C的定義：溫度為5～40℃的水，當(dāng)控制閥全開，閥兩端的壓差為0.1MPa，每小時流經(jīng)控制閥的流量數(shù)（m3/h）。中國控制閥流量系數(shù)將由C系列變?yōu)镵V系列。C和KV之間的關(guān)系為：KV=1.01C。

    2 控制閥的流量特性

    指介質(zhì)流過控制閥的相對流量與控制閥的相對開度之間的關(guān)系，如式（2）所列。

    qV/qVmax=f（l/lmax）（2）

    式中qV/qVmax———相對流量，即控制閥某一開度下的流量與全開流量之比；

    l/lmax———相對開度，即控制閥某一開度下的行程與全開時行程之比。

  一般來說，改變控制閥的閥芯與閥座之間的節(jié)流面積便可調(diào)節(jié)流量，但實際上由于各種因素的影響，在節(jié)流面積變化的同時，還會發(fā)生閥門前后壓差的變化，而壓差的變化也會引起流量的變化。因此，流量特性有理想流量特性和工作流量特性。

    2.1 理想流量特性

  控制閥在前后壓差恒定的情況下得到的流量特性稱為理想流量特性（也叫固有流量特性）。理想流量特性取決于閥門本身（閥芯輪廓曲線、加工粗糙度等），廠家提供的樣本上就是這種特性。較為典型的理想流量特性有直線流量特性、等百分比（對數(shù)）流量特性、快開流量特性和拋物線流量特性。