哈爾濱辰宇閥門經(jīng)銷有限公司
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調(diào)節(jié)閥是一種在空調(diào)控制系統(tǒng)中常見(jiàn)的調(diào)節(jié)設(shè)備,分為兩通調(diào)節(jié)閥和三通調(diào)節(jié)閥兩種。調(diào)節(jié)閥可以和電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成電動(dòng)調(diào)節(jié)閥,或者和氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥。 電動(dòng)或氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥安裝在工藝管道上直接與被調(diào)介質(zhì)相接觸,具有調(diào)節(jié)、切斷和分配流體的作用,因此它的性能好壞將直接影響自動(dòng)控制系統(tǒng)的控制質(zhì)量。 本文僅限于討論在空調(diào)控制系統(tǒng)中常用的兩通調(diào)節(jié)閥的特性和選擇,暫不涉及三通調(diào)節(jié)閥。
1.調(diào)節(jié)閥工作原理 從流體力學(xué)的觀點(diǎn)看,調(diào)節(jié)閥是一個(gè)局部阻力可以變化的節(jié)流元件。對(duì)不可壓縮的流體,由伯努利方程可推導(dǎo)出調(diào)節(jié)閥的流量方程式為
???21221242PPDPPAQ????????? 式中:Q——流體流經(jīng)閥的流量,m3/s; P1、P2——進(jìn)口端和出口端的壓力,MPa; A——閥所連接管道的截面面積,m2; D——閥的公稱通徑,mm; ρ——流體的密度,kg/m3; ζ——閥的阻力系數(shù)。 可見(jiàn)當(dāng)A一定,(P1-P2)不變時(shí),則流量?jī)H隨阻力系數(shù)變化。阻力系數(shù)主要與流通面積(即閥的開(kāi)度)有關(guān),也與流體的性質(zhì)和流動(dòng)狀態(tài)有關(guān)。調(diào)節(jié)閥阻力系數(shù)的變化是通過(guò)閥芯行程的改變來(lái)實(shí)現(xiàn)的,即改變閥門開(kāi)度,也就改變了阻力系數(shù),從而達(dá)到調(diào)節(jié)流量的目的。閥開(kāi)得越大,ζ將越小,則通過(guò)的流量將越大。
2.調(diào)節(jié)閥的流量特性 調(diào)節(jié)閥的流量特性是指流過(guò)調(diào)節(jié)閥的流體相對(duì)流量與調(diào)節(jié)閥相對(duì)開(kāi)度之間的關(guān)系,即 ???????LlfQQmax 式中:Q/Qmax——相對(duì)流量,即調(diào)節(jié)閥在某一開(kāi)度的流量與最大流量之比; l/L ——相對(duì)開(kāi)度,即調(diào)節(jié)閥某一開(kāi)度的行程與全開(kāi)時(shí)行程之比。 一般說(shuō)來(lái),改變調(diào)節(jié)閥的閥芯與閥座之間的節(jié)流面積,便可控制流量。但實(shí)際上由于各種因素的影響,在節(jié)流面積變化的同時(shí),還會(huì)引起閥前后壓差的變化,從而使流量也發(fā)生變化。為了便于分析,先假定閥前后壓差固定,然后再引申到實(shí)際情況。因此,流量特性有理想流量特性和工作流量特性之分。
2.1 調(diào)節(jié)閥的理想流量特性 調(diào)節(jié)閥在閥前后壓差不變的情況下的流量特性為調(diào)節(jié)閥的理想流量特性。調(diào)節(jié)閥的理想流量特性僅由閥芯的形狀所決定,典型的理想流量特性有直線流量特性、等百分比(或稱對(duì)數(shù))流量特性、拋物線流量特性和快開(kāi)流量特性
(1)直線流量特性 直線流量特性是指調(diào)節(jié)閥的相對(duì)流量與相對(duì)開(kāi)度成直線關(guān)系,即單位行程變化所引起的流量變化是常數(shù)。由此可見(jiàn),直線流量特性調(diào)節(jié)閥在行程變化相同的條件下所引起的相對(duì)流量變化也相同,但相對(duì)流量變化的相對(duì)值不同。即流量小時(shí),相對(duì)流量變化的相對(duì)值大;而流量大時(shí),相對(duì)流量變化的相對(duì)值小。也就是說(shuō),閥在小開(kāi)度時(shí)控制作用太強(qiáng),不易控制,易使系統(tǒng)產(chǎn)生振蕩;而在大開(kāi)度時(shí),控制作用太弱,不夠靈敏,控制難于及時(shí)。
(2)等百分比(對(duì)數(shù))流量特性 等百分比流量特性是指單位相對(duì)行程變化所引起的相對(duì)流量變化與此點(diǎn)的相對(duì)流量成正比關(guān)系,即該點(diǎn)單位相對(duì)行程變化的百分?jǐn)?shù)與相對(duì)流量變化的百分?jǐn)?shù)相等,故稱為等百分比流量特性。 等百分比流量特性的相對(duì)開(kāi)度與相對(duì)流量成對(duì)數(shù)關(guān)系,故又稱之為對(duì)數(shù)流量特性。這種調(diào)節(jié)閥的放大系數(shù)是隨行程的增大而遞增,即在開(kāi)度小時(shí),相對(duì)流量變化小,工作緩和平穩(wěn),易于控制;而開(kāi)度大時(shí),相對(duì)流量變化大,工作靈敏度高,這樣有利于控制系統(tǒng)的工作穩(wěn)定。
(3)拋物線流量特性 拋物線流量特性的調(diào)節(jié)閥的相對(duì)流量與相對(duì)開(kāi)度的二次方成比例關(guān)系。
(4)快開(kāi)流量特性 調(diào)節(jié)閥在開(kāi)度較小時(shí)就有較大流量,隨開(kāi)度的增大,流量很快就達(dá)到最大,故稱為快開(kāi)流量特性??扉_(kāi)流量特性的閥芯是平板形的,適用于迅速啟閉的切斷閥或雙位控制系統(tǒng)。
2.2 工作流量特性 在實(shí)際使用時(shí),調(diào)節(jié)閥總是與具有阻力的表冷器、換熱器、管道等相連接,即使能保持供、回水壓差不變,也不能始終保持調(diào)節(jié)閥前后的壓差恒定。因此,雖然在同一相對(duì)開(kāi)度下,通過(guò)調(diào)節(jié)閥的實(shí)際流量將與理想特性時(shí)所對(duì)應(yīng)的流量不同。所謂調(diào)節(jié)閥的工作流量特性就是指調(diào)節(jié)閥在前后壓差隨負(fù)荷變化的工作條件下,它的相對(duì)流量與相對(duì)開(kāi)度之間的關(guān)系。