自控调节阀的选型方法..
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调节阀的计算选型调节阀的计算选型是指在选用调节阀时,通过对流经阀门介质的参数进行计算,确定阀门的流通能力,选择正确的阀门型式、规格等参数,包括公称通径,阀座直径,公称压力等,正确的计算选型是确保调节阀使用效果的重要环节。
1.调节阀流量系数计算公式 1.1 流量系数符号:Cv —英制单位的流量系数,其定义为:温度60°F (15.6℃)的水,在16/in 2(7KPa)压降下,每分钟流过调节阀的美加仑数。
Kv —国际单位制(SI 制)的流量系数,其定义为:温度5~40℃的水,在105Pa 压降下,每小时流过调节阀的立方米数。
注:Cv ≈1.16 Kv1.2 不可压缩流体(液体)Kv 值计算公式式中:P 1—阀入口绝对压力KPa P 2—阀出口绝对压力KPaQ L —液体流量 m 3/h ρ—液体密度g/cm 3 F L —压力恢复系数,与调节阀阀型有关,附后 F F —流体临界压力比系数,C V FP P F /28.096.0-=P V —阀入口温度下,介质的饱和蒸汽压(绝对压力KPa ) P C —物质热力学临界压力(绝对压力KPa )注:如果需要,本公司可提供部分介质的P V 值和P C 值 1.2.2 高粘度液体Kv 值计算当液体粘度过高时,按一般液体公式计算出的Kv 值误差过大,必须进行修正,修正后的流量系数为R VF K V K ='式中:K ′V—修正后的流量系数 K V —不考虑粘度修正时计算的流量系数 F R —粘度修正系数 (FR 值从F R ~Rev 关系曲线图中确定)计算雷诺数Rev 公式如下:对于只有一个流路的调节阀,如单座阀、套筒阀、球阀等:VL L K F Q v 70700Re =对于有二个平行流路的调节阀,如双座阀,蝶阀,偏心旋转阀等:VL L K F VQ v 49490Re =式中:P 1—阀入口绝对压力KPa P 2—阀出口绝对压力KPaQg —气体流量 Nm 3/h G —气体比重(空气=1)t —气体温度℃ Z —高压气体(PN >10MPa )的压缩系数 注:当介质工作压力≤10MPa 时,Z=1;当介质工作压力>10MPa 时,Z >1,具体值查有关资料。
调节阀的选型0 引言调节阀是调节系统中非常重要的一个环节,在生产实践中控制系统的正常与否,常常涉及到调节阀的问题。
调节阀所反应出来的问题又多集中在调节阀的工作特性和结构参数上,如流通能力、公称通径、阀芯引程及流量特性等。
在这些参数中,流通能力更重要,它的大小直接反映调节阀的容量,它是设计选型中的主要参数。
因此,调节阀的选择主要从以下几个因素进行考虑。
1 选择原则(1)满足自控系统的要求;(2)满足经济性的要求。
2 调节阀流量系数Cv及口径的计算(1) 流量系数C v(流通能力)的定义为:调节阀前后的压差为1Kg/cm2,重度为1g/cm2流体,每小时通过阀门的体积流量(m3/h)。
调节阀流量系数C v的计算方法很多,也比较繁琐,以下列出几种主要流通介质的C v值的计算方法。
表1 液体阻塞流:当阀前压力P1保持一定而阀后压力P2逐渐降低时,流经调节阀的流体流量会增加到一个极限值,这时即使P2再继续降低,流量也不会再增加,此极限流量即为阻塞流。
显然,形成阻塞流之后,相当于流量已达到饱和状态(临界状态),这时流经调节阀的流量不再随调节阀前后的压差△P的增加而增加。
因此,流体在阀内是否形成阻塞流,调节阀C值的计算公式将不一样。
判断是否是属于阻塞流的情况,就可以决定取用相应的C值计算公式。
(表2)情况相同。
表2 气体和蒸汽上表2中:C v—调节阀流量系数C f—临界流量系数G f—流体流动温度下的比重(水G f=1,15℃;空气G f=288G/T)G—气体比重(空气G=1.0)P1—调节阀进口压力,0.1MPa(绝对)P2—调节阀出口压力,0.1MPa(绝对)P v—液体流动温度下的饱和蒸汽压力,0.1MPa(绝对)P c—热力学临界压力,0.1MPa(绝对)Δp—压降,100kPa(ΔP=P1- P2)Δp s—口径计算用最大压降,0.1MPaΔp s=P1-(0.96- 0.28P v/P c)P v若P v<0.5P1,ΔP s=P1- P vq—液体流量,m3/hQ—气体流量,标准m3/h(15℃,绝对压力为101.3kPa时)T—绝对温度,K(K=273+℃)T sh—蒸汽过热温度,℃(饱和蒸汽T sh=0)W—流量,t/h(2) 阀口径的计算,根据生产能力、设备负荷、以被控介质的工况决定流通能力计算所需的数据,求得最大、最小流量时的C v max和C v min。
1阀门选型1.1调节阀选型、动作特性选择1.1.1阀门选用原则生产过程中,被控介质的特性千差万别,有高压的,高粘度的,强腐蚀的;流体的流动状态也各不相同,有流量小的,有流量大的,有分流的,有合流的。
因此,必须根据流体的性质、工艺条件和过程控制要求,并参照各种阀门结构的特点进行综合考虑,同时兼顾经济性来最终确定合适的结构型式。
(1)调节阀选用的原则①调节前后压差较小,要求泄漏量小,一般可选用单座阀。
②调节低压差、大流量气体可选用蝶阀。
③调节强腐蚀性介质,可选用隔膜阀、衬氟单座阀。
④既要求调节,又要求切断时,可选用偏心旋转阀。
其他有此功能的还有球阀、蝶阀、隔膜阀。
⑤噪音较大时,可选用套筒阀。
⑥控制高粘度、带纤维、细颗粒的介质可选用偏心旋转阀或V型球阀。
⑦特别适用于浆状物料的调节阀有球阀、隔膜阀、蝶阀等。
(2)常用调节阀介绍以下介绍常用于工业生产的几种调节阀,除此之外,还有某些特殊用途的调节阀,比如高压阀、三通阀等。
总而言之,用于调节的阀门要求它的调节范围大,调节灵活省力.开得彻底,关得严密。
有时还必须耐热、耐腐蚀、耐高压,此外对其流量特性也有要求。
单座阀:优点是全关时比较严密,可以做到不泄漏。
但是当阀门前后压力差很大时,介质的不平衡力作用在阀芯上,会妨碍阀门的开闭,口径越大或压力差越大影响尤其严重。
因此,它只适用在口径小于25mrn的管路中,或压力差不大的情况下。
双座阀:要想关闭时完全不泄漏,必须两个阀芯同时和间座接触,但这只能在加工精度有保证的情况下才能做到,所以双座阀的制造工艺要求高。
此外,即使常温下确实不漏,但在高温下难免因间杆和同座膨胀不等仍然会引起泄漏。
虽然设计时要考虑到材抖的膨服系数,终难使热膨胀程度配合得十分完美。
而且双座间的流路比较复杂,不适合高粘度或含纤维的流体。
角形阀:有两种,流体的流路有底进侧出的和侧进底出的。
前者流动稳定性好,调节性能好,常被采用。
隔膜调节阀:用于腐蚀性介质的阀门常采用隔膜调节阀,这种阀用柔性耐腐蚀隔膜与阀座配合以调节流最,介质与外界隔离,能有效地防止介质外泄。
调节阀选型自动控制系统是通过执行器对被控对象进行作用的。
调节阀是生产过程自动化控制系统中最常见的一种执行器。
调节阀直接与流体接触控制流体的压力或流量。
正确选取调节阀的结构型式、流量特性、流通能力;正确选取执行机构的输出力矩或推力与行程对于自动控制系统的稳定性起着十分重要的作用。
如果计算错误,选择不当,将直接影响控制系统的性能,使得自动控制系统产生震荡甚至不能正常运行。
因此,在自动控制系统的设计过程中,调节阀的设计选型计算是必须认真考虑的重要环节。
1调节阀结构形式的选择常用的调节阀结构形式有直通单座阀、直通双座阀、套筒阀、偏心旋转阀、蝶阀、全功能超轻型调节阀、球阀,应当根据不同的使用情况,结合不同结构形式阀门各自的特点,从调节性能、适用温度、适用口径、耐压、适用介质条件、切断差压、泄流量、压力损失、重量、外观、成本等方面对调节阀的结构形式进行选择。
可靠性差、体积较大、结构笨重、成本较高对调节阀进行结构的选择时,要根据相应的管路及介质条件,按照如下优选顺序进行选择①全功能超轻型调节阀→②蝶阀→③套筒阀→④单座阀→⑤双座阀→⑥偏心旋转阀→⑦球阀,只有当前一优选级别的阀门再某一方面不合适时,才考虑选择下一级类型的阀门。
2 调节阀执行机构的选择2.1 调节阀执行机构的分类1、执行机构按所使用能源的不同,可分为气动、电动和液动三类:气动类执行机构具有价格低、结构简单、性能稳定、维护方便和本质安全性等特点,因此在需要考虑防爆处理的场合应用应用十分广泛。
电动类执行机构可直接连接电动仪表或计算机,不需要电气转换环节,但价格昂贵、结构复杂,应用时需考虑防爆等问题,一般在无可燃气体,不需要考虑防爆处理的场合下使用。
液动类执行机构具有推力(或推力矩)大的优点,但装置的体积大,流路复杂,通常采用电液组合的方式应用于要求大推力(力矩)的应用场合。
2、按执行机构输出位移的类型,执行机构分为直行程执行机构、角行程执行机构和多转式执行机构直行程执行机构输出直线位移。
调节阀选型计算书摘要:I.调节阀选型的重要性- 调节阀的作用- 选型的影响II.调节阀选型的计算方法- 计算流程- 需考虑的因素- 参数的意义III.调节阀选型计算的实例- 实例介绍- 计算过程- 结果分析IV.调节阀选型的注意事项- 选型原则- 常见问题及解决方法V.总结- 调节阀选型计算的重要性- 计算方法的实际应用正文:I.调节阀选型的重要性调节阀是工业自动化过程中控制流量的关键设备,选型的合适与否直接影响到整个自动化系统的运行效果。
因此,选择合适的调节阀是工业自动化过程中必不可少的一环。
II.调节阀选型的计算方法调节阀选型计算主要包括以下步骤:1.确定计算公式:根据调节阀的类型和控制系统的要求,选择合适的计算公式。
2.收集数据:收集调节阀所处的工作环境、介质、流量、压力等参数。
3.计算:根据公式和收集的数据进行计算,得出调节阀的选型参数。
4.结果分析:分析计算结果,检查是否符合实际情况,如果不符合,需要重新进行计算或调整参数。
III.调节阀选型计算的实例以某化工厂为例,该厂需要选用一种调节阀来控制流量,已知工作环境温度为-20℃,介质为蒸汽,流量为30t/h,压力为1.0MPa。
1.确定计算公式:根据调节阀的类型和工厂要求,选择合适的计算公式,这里选择DN=2×(流量)/(流速),KV=3.5×(流量)/(开度)。
2.收集数据:根据已知条件和公式,收集调节阀的选型参数,包括流量、压力、温度等。
3.计算:根据公式和收集的数据进行计算,得出调节阀的选型参数,DN=600mm,KV=350。
4.结果分析:分析计算结果,检查是否符合实际情况,如果符合,则可以选用该调节阀。
IV.调节阀选型的注意事项在调节阀选型过程中,需要注意以下几点:1.选择合适的计算方法:根据调节阀的类型和控制系统的要求,选择合适的计算方法。
2.考虑实际情况:在计算过程中,需要考虑实际情况,避免出现计算结果与实际需求不符的情况。
调节阀计算选型使用
调节阀是一种常见的工业控制设备,用于调节流体介质的流量、压力、温度等参数。
在工业生产中,调节阀的选型使用非常重要,因为不同的工况需要不同的调节阀,选错了调节阀会导致生产效率低下、设备损坏等问题。
本文将介绍如何进行调节阀的选型使用。
需要了解调节阀的基本参数。
调节阀的主要参数包括口径、压力等级、材质、流量系数等。
口径是指调节阀的进出口直径,一般根据管道的口径来选择。
压力等级是指调节阀能够承受的最大压力,也需要根据实际工况来选择。
材质是指调节阀的制造材料,一般根据介质的性质来选择。
流量系数是指调节阀的流量特性,也是选型时需要考虑的重要参数。
需要了解不同类型的调节阀。
常见的调节阀有节流阀、截止阀、调节球阀、调节蝶阀等。
不同类型的调节阀适用于不同的工况,需要根据实际情况来选择。
例如,节流阀适用于需要调节流量的场合,而截止阀适用于需要完全切断流体的场合。
需要进行计算选型。
在进行计算选型时,需要考虑流体的流量、压力、温度等参数,以及管道的口径、长度、材质等因素。
根据这些参数,可以计算出所需的调节阀的口径、压力等级、流量系数等参数。
同时,还需要考虑调节阀的稳定性、可靠性、维护性等因素。
调节阀的选型使用需要考虑多个因素,包括调节阀的基本参数、不
同类型的调节阀、以及实际工况等因素。
通过合理的计算选型,可以选择到适合的调节阀,提高生产效率,降低设备损坏率。
调节阀的使用与选型冶金设备上使用调节阀的场合很多,调节阀与流量计一起使用调节流体介质的流量,与压力传感器一起控制系统的压力。
调节阀选择好坏决定流体介质的控制精度。
本文以某热连轧机冷却水系统为例选取系统所需的调节阀。
标签:调节阀;开口度;流量特性1 调节阀的选择与分析1.1 调节阀类型选择1.1.1 执行机构的选择。
根据系统特点选取812大压差执行机构MFⅢ-60.6,调节阀的最大压差能达到12.6bar,推力10KN。
1.1.2 阀芯的选择。
阀芯在小流量时产生空化现象,因此选用有多孔式阀芯的调节阀,阀芯选用1.4122不锈钢,使阀芯具有很好的耐磨性。
1.1.3 作用方式的选择。
事故状态下,调节阀需要关闭。
选用气开式调节阀。
1.2 调节阀特性选择调节阀流量特性有直线、等百分比、抛物线、快开特性等四种。
各种特性见表1表1调节阀自动调节控制系统,是由对象、变送器、调节仪表和调节阀等环节组成的。
K1、K2、K3、K4、K5分别为变送器、调节仪表、执行机构、阀、调节对象的放大系数。
很明显系统总的放大系数K= K1K2K3K4K5。
在负荷变动的情况下,阀门流量特性的选择原则应为:K4K5=常数。
对于本系统,当负荷增大时,调节对象的放大系数减少,调节阀的放大系数需要随负荷加大而变大。
因此根据调节质量的要求,选择等百分比曲线特性调节阀。
调节系统1.3 调节阀的计算1.3.1 最大流量及最小流量都留有余量,调节流量计算时取80m3/h、16m3/h。
1.3.2 调节阀压差的确定系统压差由调节阀压差、管路沿程损失、管路局部损失、压头H产生的损失、喷嘴前压力组成。
表21.3.3 调节阀的计算(1)首先判别是否为阻塞流判别式:△PT=FL2(P1-FFPV)FL2=0.7 PV=0.02 bar Pc=221 bar FF=0.95故FL2(P1-FFPV)=9bar因此大流量时,不会产生阻塞流,在小流量时,会产生阻塞流。
调节阀的计算选型调节阀是工业自动化中需要使用的一种控制元件,用于调节流体介质的流量、压力和液位等参数。
在正确选型调节阀的过程中,需要考虑多个因素,包括流体介质的性质、工艺参数要求、使用条件、压力、温度范围、流量范围和控制要求等。
1.流体介质的性质:首先,需要了解流体介质的性质,包括流体的类型(液体、气体或气液两相流等)、物理性质(密度、粘度、比热、蒸发潜热等)、化学性质(酸碱性、腐蚀性等)、颗粒物质的含量等。
这些性质将影响阀门材质的选择、密封材料的选型以及其它相关参数。
2.工艺参数要求:根据工艺参数要求,选择合适的调节阀类型。
常见的调节阀类型有节流阀、电动调节阀、气动调节阀等。
不同类型的调节阀有不同的控制方式和性能特点,根据具体要求进行选择。
3.使用条件:考虑到使用条件的限制和要求,包括压力范围、温度范围、流量范围等。
阀门的选型需要满足工况条件下的安全性、可靠性和稳定性,同时还要考虑其在实际工作环境中的适用性。
4.控制要求:根据实际工艺流程的要求,确定调节阀的控制方式和控制性能。
控制方式可以是开关式(如自动调节)、比例式(根据输入信号进行调节)、自动调节式(通过传感器反馈信号进行自动调节)等。
根据控制要求,选择合适的阀门执行器和信号变送器等配套设备。
5.压力特性和流量特性:调节阀的压力特性指的是阀门开度与流体通过的压力损失之间的关系。
常见的压力特性有线性特性、等百分比特性、快速反应特性等。
根据具体的调节要求,选择适合的压力特性。
调节阀的流量特性指的是阀门开度与流量之间的关系。
常见的流量特性有线性、快开、平滑开孔等。
根据调节要求和流体介质的特性,选择合适的流量特性。
6.材料选择:根据流体介质的性质和使用条件,选择合适的阀门材料。
常见的阀门材料有铸铁、碳钢、不锈钢、塑料等。
材料的选择需要考虑耐腐蚀性、耐磨性、耐高温性等因素。
7.阀门尺寸和连接方式:根据流量要求和管路尺寸确定阀门的尺寸和连接方式。
通常需要确定阀门的额定通径、法兰标准、连接方式等。
浅析调节阀选型应该注意的几个方面一、根据工艺条件,选择合适的结构形式和材质1. 如何选择调节阀的型式(1)调节阀前后压差较小,要求泄漏量较小,一般可选用单座阀。
(2)调节低压差、大流量的气体,可选用蝶阀。
(3)调节强腐蚀性流体,可选用隔膜阀。
(4)既要求调节又要求切断,可选用偏心旋转阀。
(5)噪声较大时可选用套筒阀。
2. 如何选择调节阀的材质(1)一般应选铸钢。
(2)使用要求不高时(120℃、1.6 MPa以下)也可选用铸铁。
(3)高温(450~600 ℃)或低温(-60 ~+250℃)场合应选用1Cr18Ni9Ti。
(4)高压(22~32 MPa)场合应选用锻钢,1Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni12Mo3Ti。
(5)强腐蚀介质应选1Cr18Ni9Ti。
二、根据工艺对象的特点,选择合适的流量特性调节阀的流量特性是介质流过调节阀的相对流量与相对位移(调节阀的相对开度)间的关系,一般来说改变调节阀的阀心与阀座的流通截面,便可控制流量,但实际上由于多种因素的影响,如在节流面积变化的同时,还发生阀前后压差的变化,而压差的变化又将引起流量的变化。
在阀前后压差保持不变时,调节阀的流量特性称为理想流量特性;调节阀的结构特性是指阀心位移与流体流通截面积之间的关系,它纯粹由阀心大小和几何形状决定,与调节阀几何形状有关外,还考虑了在压差不变的情况下流量系数的影响,因此,调节阀的理想流量特性与结构特性是不同的。
理性流量特性主要有线性、等百分比、抛物线及快开四种。
在实际生产应用过程中,调节阀前后压差总是变化的,这时的流量特性称为工作流量特性,因为调节阀往往和工艺设备串联或并联使用,流量因阻力损失的变化而变化,在实际工作中因阀前后压差的变化而使理想流量特性畸变成工作特性。
调节阀的理想流量特性,在生产中常用的是直线、等百分比、快开三种,抛物线流量特性介于直线与等百分比之间,一般可用等百分比来代替,而快开特性主要用于二位式调节及程序控制中,因此,调节阀的特性选择是指如何选择直线和等百分比流量特性。