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成。在自动控制系统中,阀门主要的调节介质为水和蒸汽等。在压力比较低,使用情况单一的情况下,常用的调节阀有直通调节阀、三通调节阀和蝶阀等。
直通阀有直通单座阀和双座阀之分。单座阀结构简单,价格低廉,关闭时泄漏量小,但由于阀座前后存在的压差对阀瓣产生的不平衡力较大,所以适用于低压差的场合,例如供水管或回水管中。双座阀有两个阀瓣阀座,在其关闭状态时,两个阀瓣的受力可部分抵消,阀瓣所受的不平衡力小,但是由于热胀冷缩效应,其同时关闭性较差,造价也较高,只适用于阀前后压差较高但密闭要求不高的场合,例如供水或回水之间的压差旁通阀。
三通阀有三个出入口与管道相连,总进水量较恒定,适用于定水量系统中,并要求有固定的安装方向,不宜反装,不适于温差较大场合。三通调节阀有合流阀与分流阀之分。合流阀是将来自两个入口的流体混合至一个出口。分流阀则是将一个入口的流体分别由两个口送出。
蝶阀结构较简单,由阀体、蝶板轴及轴封等部分组成,其行程为0°90°。蝶阀有两位式控制和比例控制2种方式。蝶阀的特点是阻力损失小,体积小,质量轻,安装方便,并且开启阀门和关闭阀门的允许压差较大,但其调节性能和关阀密闭性能较差,通常用于压差较大但调节性能要求不高的场所。除用作两通阀外,还可以用两个蝶阀组合,完成三通阀的功能。在自动控制系统中,开关型电动蝶阀常用于冷水和热水系统中,作为水路的连通和关断控制。
3性能
31工作原理
根据流体力学可知,调节阀是一个局部阻力可以变化的节流元件。对不可压缩流体,调节阀的流量可表示为
f(1)
式中:Q调节阀某一开度的流量,mm3sP1调节阀进口压力,MPaP2调节阀出口压力,MPaA节流截面积,mm2
ξ调节阀阻力系数ρ流体密度,kgmm3
由式(1)可知,当A一定,ΔPP1P2也恒定时,通过阀的流量Q随阻力系数ξ变化,即阻力系数ξ愈大,流量愈小。而阻力系数ξ则与阀的结构和开度有关。所以调节器输出信号控制阀门的开或关,可改变阀的阻力系数,从而改变被调介质的流量。
32流量特性
调节阀的流量特性是指被调介质流过调节阀的相对流量与调节阀的相对开度之间的关系。其数学表达式为
(2)
式中:Qmax调节阀全开时流量,mm3sL调节阀某一开度的行程,mmLmax调节阀全开时行程,mm
调节阀的流量特性包括理想流量特性和工作流量特性。理想流量特性是指在调节阀进出口压差固定不变情况下的流量特性,有直线、等百分比、抛物线及快开4种特性(表1)。
表1r
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