2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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1、調(diào)節(jié)閥的選型探討調(diào)節(jié)閥的選型探討鄭天科關(guān)鍵詞:關(guān)鍵詞:調(diào)節(jié)閥,選型,流量系數(shù),結(jié)構(gòu)特性,流量特性概述概述人們常把測量儀表稱之為生產(chǎn)過程自動化的“眼睛”;把控制器稱之為“大腦”;把執(zhí)行器稱之為“手腳”。調(diào)節(jié)閥是自動化生產(chǎn)過程中最常見的一種執(zhí)行器。調(diào)節(jié)閥直接與工藝流體接觸并控制流體的壓力、流量及其他介質(zhì)的溫度等。正確選取調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)型式、流量特性、流通能力,以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出力矩或推力與行程;對于自動控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性起著十分重要的作

2、用。如果計(jì)算錯誤,選擇不當(dāng),將影響控制系統(tǒng)的性能,甚至無法實(shí)現(xiàn)自動控制??刂葡到y(tǒng)中因?yàn)檎{(diào)節(jié)閥選取不當(dāng),使得自動控制系統(tǒng)產(chǎn)生震蕩不能正常運(yùn)行的事例很多。因此,在自動控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中,調(diào)節(jié)閥的選型計(jì)算是必須仔細(xì)考慮、認(rèn)真設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。一、調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)型式及其選擇一、調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)型式及其選擇隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展,調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)型式也得到了發(fā)展,以適應(yīng)不同工藝流程與不同工藝介質(zhì)的特殊要求。按照調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)型式的不同,逐步發(fā)展產(chǎn)生了單座調(diào)節(jié)閥、雙座

3、調(diào)節(jié)閥、角型閥、套筒調(diào)節(jié)閥(籠型閥)、三通分流閥、三通合流閥、隔膜調(diào)節(jié)閥、波紋管閥、O型球閥、V型球閥、偏心旋轉(zhuǎn)閥(凸輪繞曲閥)、普通蝶閥、多偏心蝶閥等等。常用的調(diào)節(jié)閥有座式閥和蝶閥兩類。怎樣選擇調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)型式主要是根據(jù)工藝參數(shù)(溫度、壓力、流量),介質(zhì)性質(zhì)(粘度、腐蝕性、毒性、雜質(zhì)狀況),以及調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求(可調(diào)比、噪音、泄漏量)來綜合考慮確定。一般情況下,應(yīng)首選普通單、雙座調(diào)節(jié)閥和套筒調(diào)節(jié)閥,此類閥結(jié)構(gòu)簡單,閥芯形狀易于加工,比較

4、經(jīng)濟(jì)。如果此類閥不能滿足工藝的綜合要求,可根據(jù)具體的特殊要求選擇相應(yīng)結(jié)構(gòu)型式的調(diào)節(jié)閥?,F(xiàn)將各種型式調(diào)節(jié)閥的特點(diǎn)及適用場合介紹如下:(1)單座調(diào)節(jié)閥(VP,JP):泄漏量小(額定Kv值的0.01%)允許壓差小,JP型閥并且有體積小、重量輕等特點(diǎn),適用于一般流體,壓差小、要求泄漏量小的場合。(2)雙座調(diào)節(jié)閥(VN):不平衡力小,允許壓差大,流量系數(shù)大,泄漏量大(額定K值的0.1%),適用于要求流通能力大、壓差大,對泄漏量要求不嚴(yán)格的場合。(

5、3)套簡閥(VM.JM):穩(wěn)定性好、允許壓差大,容易更換、維修閥內(nèi)部件,通用性強(qiáng),更換套筒閥即可改變流通能力和流量特性,適用于壓差大要求工作平穩(wěn)、噪音低的場合。(4)角形閥(VS):流路簡單,便于自潔和清洗,受高速流體沖蝕較小,適用于高快開結(jié)構(gòu)特性:快開結(jié)構(gòu)特性:閥門的節(jié)流面積隨行程變化,很快達(dá)到最大(飽和),此閥適用于迅快速開閉。拋物線結(jié)構(gòu)特性:拋物線結(jié)構(gòu)特性:閥門的相對節(jié)流面積與相對開度成拋物線關(guān)系。即:(24)2.2工作流量特性工

6、作流量特性調(diào)節(jié)閥的流量特性是指介質(zhì)流過閥門的相對流量與閥門的相對開度之間的關(guān)系相對流量用q=QQmax來表示。調(diào)節(jié)閥的流量特性的數(shù)學(xué)表示式為:q=Φ(l)(25)一般來講,改變調(diào)節(jié)閥的節(jié)流面積,便可控制流量;但實(shí)際上由于各種因素的影響,如在節(jié)流面積變化的同時會發(fā)生調(diào)節(jié)閥前后壓差的變化,而壓差ΔPv的變化會引起流量的變化。為了分析問題方便,先假定調(diào)節(jié)閥前后的壓差是固定的。2.2.1理想流量特性理想流量特性在調(diào)節(jié)閥前后壓差一定的情況下(ΔP

7、v=常數(shù))得到的流量特性,稱為理想流量特性。假設(shè)調(diào)節(jié)閥各開度下的流通能力與節(jié)流面積成線性關(guān)系,即:Ci=Cf(26)式中:C:閥全開時的流通能力,Ci:閥在某一開度下的流通能力,f:相對節(jié)流面積。由流體力學(xué)得知,伯努利方程可以推導(dǎo)出調(diào)節(jié)閥流量方程為:(27)(27)式中:F:調(diào)節(jié)閥節(jié)流面積ε:調(diào)節(jié)閥阻力系數(shù),隨開度變化,g:重力加速度,r:流體重度,P1,P2:調(diào)節(jié)閥前、閥后壓力。調(diào)節(jié)閥的流量方程也可以簡化寫為:(28)當(dāng)f=1時,Q=

8、Qmax則可得到:(29)考慮到△P為常數(shù),將式(28)和(29)相比即得:q=f(210)。綜上可知,當(dāng)閥門在各開度下的流通能力C與節(jié)流面積F成線性關(guān)系時,即假定閥前后壓差固定,ΔP為常數(shù)時,調(diào)節(jié)閥的理想流量特性與調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)特性完全相同,這樣一來,調(diào)節(jié)閥的理想流量特性,也就有直線、等百分比、快開、拋物線等4種形式。2.2.2實(shí)際工作流量特性實(shí)際工作流量特性在調(diào)節(jié)閥前后壓差變化的情況下,得到的流量特性,稱為工作流量特性。在實(shí)際的工藝裝

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