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多级降压高压差调节阀设计1 概述多级降压高压差调节阀用于精确控制高温、高压、高压差以及含有固体颗粒流体的流量和压力。
该阀综合了普通式、多孔式和迷宫式低噪音调节阀的优点，能防止液体空化产生汽蚀，减小了高速流体对阀内件的冲刷，降低噪音。
2 结构和工作原理多级降压高压差调节阀按阀芯结构可分为平衡型和不平衡型2种。
图1为不平衡型阀芯结构。
由于阀芯受不平衡力作用，因此克服高压差时需要较大的执行机构输出力。
该阀内件为金属刚性结构，单个流体通道的流通截面积较大，且多级阀芯每个台阶处的刃口与套筒上的窗口在阀关闭时有剪切作用，故适合于对高温流体及含有固体颗粒或结晶体介质的控制。
图2为平衡型阀芯结构。
多级阀芯上开有平衡孔，利用平衡密封环阻止平衡孔内流体外漏。
阀芯上下受均压作用，阀芯动作时只需克服平衡密封环及填料等处的摩擦力，因此配较小的执行机构就能承受很高的压差。
阀门工作时(图3)，流体沿平行于多级阀芯及套筒轴线方向向上流动，通过多级阀芯的台阶及平均排列在套筒上的矩形窗口多级节流，使高压降沿阀芯轴线方向平均分布，有效控制了流体的速度，从而起到降低噪音和防止液体空化的作用。
极大地提高了阀门在苛刻工况条件下的使用寿命。
3 性能分析多级降压高压差调节阀的公称压力为ANSI600Lb、900Lb、1500Lb和2500Lb，其流量特性如图4所示。
在阀行程的0～12%之间，流量近似为0，而后流量直线上升，为标准直线特性。
这是考虑到阀门在启闭和小流量开度时，高压差全部集中在阀芯和阀座的密封面上，高速流体会对密封面造成严重冲刷，甚至产生空化气蚀。
为了保护阀内件不受损坏，提高阀门的使用寿命，特设计12%以下的行程为空行程(图5)，即阀芯和阀座开启行程低于12%时，套筒上的窗口并未打开，当行程大于12%时，套筒窗口才开始降压节流，对流体进行精确平稳地控制。
4 材料选择材料选择主要考虑到强度、接触硬度和热膨胀系数，阀内件应抗冲刷，耐腐蚀，并防止在高温高压下变形和咬死(表1)。
调节阀的选型、维修与校验在电厂自动控制系统中调节阀是最常见的一种执行器，一般自动控制系统由对象、监测仪表、控制器、执行器等组成。
正确选取调节阀的结构型式、流量特性、流通能力及执行机构的输出力矩、推力与行程，对于自动控制系统的安全性、稳定性、经济性和可靠性有着十分重要的作用。
如果选择不当，将直接影响控制系统性能，甚至无法实现自动控制，进而影响整台机组的安全经济运行。
调查发现在这些事例中约95%属于选型不当造成，而计算错误造成的问题不到5%。
实践证明计算与选型相比，选型难度更大，出现的问题更多，对此应特别重视。
1 调节阀的选型1.1 选型应考虑的主要因素(1)要满足生产过程的温度、压力、液位及流量要求；(2)阀的泄漏及密封性要求；(3)阀的工作压差<需用压差；(4)对提高阀使用寿命和可靠性的考虑；(5)对阀动作速度、流量特性的考虑；(6)对阀作用方式和流向的考虑；(7)对执行机构型式、输出力矩、刚度及弹簧范围的考虑；(8)对材质及阀经济性的考虑(选型不当价格会相差3~4 倍)。
1.2 选型的一般原则在满足过程控制要求的前提下，所选的阀应尽量简单、可靠、价廉、寿命长、维修方便和备件来源及时可靠。
要尽力避免单纯追求好的结构、好的材质、多带附件，而忽略了对可靠性、经济性的考虑。
从可靠性观点来看，结构越简单，其可靠性就越高；材质选择过高，将造成不必要的价格投入。
1.3 选型应提供的工艺参数及系统要求(1)工艺参数：温度、压力、正常流量时压差及切断时的压差。
(2)流体特性：腐蚀性、粘度、温度变化对流体特性的影响。
(3)系统要求：泄漏量、可调比、动作速度与频率、线性及噪音。
1.4 调节阀的分类及选择调节阀按结构特征大致可分为如下9大类：(1)直通单座调节阀：该阀应用最广，具有泄漏小、许用压差小、流路复杂、结构简单的特点，故适用于泄漏要求严、工作压差小的干净介质场合，但小规格阀(DN<20mm)也可用于压差较大的场合。
多级降压调节阀原理多级降压调节阀是一种在流体控制系统中广泛使用的设备。
多级降压调节阀的主要功能是将高压流体降压成低压流体，并将其输出至流程控制系统中。
多级降压调节阀的原理简单易懂，下面我们将详细介绍多级降压调节阀的原理。
多级降压调节阀的原理主要是通过调节流体进入阀体的道路和通道的大小和流速，以达到控制流体压力的目的。
多级降压调节阀一般由进口、多级降压部分、流量控制部分和出口组成。
1. 进口多级降压调节阀的进口通常设置在高压管路的一端，用于将高压流体引入调节阀中。
进口通道通常由一组孔和管道组成，以确保流体可以顺利地进入调节阀中。
2. 多级降压部分多级降压部分由多级降压阀组成，并排列在阀体中。
每个多级降压阀都被设计成具有不同的流通面积和弹簧调节力，以产生所需的压降和压力控制效果。
多级降压阀的设计原理是，当流体通过多级降压阀时，会出现一系列的涡旋和涡流。
这些涡旋和涡流将导致压力的降低，从而达到流体压力调节的目的。
多级降压阀可以设计成单级或多级，取决于需要降低的压力量。
3. 流量控制部分流量控制部分是多级降压调节阀的核心部分，它可以以不同的方式产生流体流速控制效果。
流量控制部分通常由阀门和限制孔组成。
阀门的作用是控制流体流量和速度，以达到流体的压力控制效果。
阀门可以设计成不同的形状和尺寸，以适应不同的流体控制需求。
在实际的多级降压调节阀中，通常采用调节阀门或蝶阀门来实现流体流量的调节。
4. 出口总结多级降压调节阀是一种用于在流体控制系统中控制流体压力的设备。
多级降压调节阀的原理是通过调节流体进入阀体的道路和通道的大小和流速，以达到控制流体压力的目的。
多级降压调节阀一般由进口、多级降压部分、流量控制部分和出口组成。
多级降压部分由多级降压阀组成，阀门和限制孔组成流量控制部分。
多级降压调节阀具有结构简单、调节灵活性好、工作可靠等优点，在工业生产过程中得到了广泛的应用和推广。
多级降压调节阀的应用1. 炼油在炼油过程中，多级降压调节阀被广泛应用于控制油品的压力。
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。
压差平衡阀，亦称自力式压差控制阀，是一种不需外来能源依靠被调介质自身压力变化进行自动调节的阀门，适用于分户计量或自动控制系统中。
压差平衡阀为双瓣结构，阀杆不平衡力河北同力压差平衡阀小，结构紧凑，用于供热（空调）水系列中，恒定被控制系统的压差，并有以下的特点：1、恒定被控制系统压差；2、支持被控系统内部自主调节；3、吸收外网压差波动；4、采用先进的无级调压结构，控制压差可调比可达25：1；5、具备自动消除堵塞功能;6、法兰尺寸符合GB4216.2中灰铸铁法兰尺寸。
压差平衡阀的使用方法：1、介质流动方向应与阀体箭头方向一致；2、压差平衡阀应安装在回水管上，阀上接导压管，导压管的另一端与供水管连接，建议在导压管供水端安装1/2"球阀，以便启动消除堵塞功能；3、在导压管前的供水管上应安装过滤网，避免水质太差造成该阀失去自动调节功能；4、供水管和该阀前的回水管应分别装设压力表，便于调节控制压差;5、如发现该系统流量过大或过小，可能的原因是管道元件安装时的杂物卡阻在阀塞上，可将1/2"球阀关闭3—5分钟，这时如果是较轻堵塞，即可自动消除，如还不能消除，则要拆开阀门检查消除堵塞物；6、控制压差调节方法：逆时针方向调节调压阀杆，观察压差。
[1]压差平衡阀选型说明：按式KV=G/式中（G-M3/h），根据最大流量和可能的最小工作压差计算所需的最大KV值，应小于阀门的最大KV值；根据最小流量和可能的最大工作压差计算所需的最小KV值，应大于阀门的最小KV值，如G=3-10M/h，△P"最大=200KPa，△P"最小=20KPa，KV最大=10/=25，KV最小=3/=2.12，选择DN50即符合要求，建议尽量不变径选用阀门。
压差平衡阀的用途：为何室内安装自控装置必须安装压差平衡阀原因如下：1.如果不安装压差平衡阀，近端用户由于压差过大，当近端用户室内温度达到设置值时，由于感温包的膨胀推力是有限的使恒温阀无法关断，使近端用户室内温度超标。
调节阀的特性及选择调节阀是一种在空调控制系统中常见的调节设备，分为两通调节阀和三通调节阀两种。
调节阀可以和电动执行机构组成电动调节阀，或者和气动执行机构组成气动调节阀。
电动或气动调节阀安装在工艺管道上直接与被调介质相接触，具有调节、切断和分配流体的作用，因此它的性能好坏将直接影响自动控制系统的控制质量。
本文仅限于讨论在空调控制系统中常用的两通调节阀的特性和选择，暂不涉及三通调节阀。
1．调节阀工作原理从流体力学的观点看，调节阀是一个局部阻力可以变化的节流元件。
对不可压缩的流体，由伯努利方程可推导出调节阀的流量方程式为()()21221242P P D P P AQ -=-=ρζπρζ式中：Ｑ——流体流经阀的流量，m 3/s ；Ｐ1、Ｐ2——进口端和出口端的压力，MPa ；Ａ——阀所连接管道的截面面积，m 2； Ｄ——阀的公称通径，mm ；ρ——流体的密度，kg/m 3； ζ——阀的阻力系数。
可见当A 一定，(P 1-P 2)不变时，则流量仅随阻力系数变化。
阻力系数主要与流通面积(即阀的开度)有关，也与流体的性质和流动状态有关。
调节阀阻力系数的变化是通过阀芯行程的改变来实现的，即改变阀门开度，也就改变了阻力系数，从而达到调节流量的目的。
阀开得越大，ζ将越小，则通过的流量将越大。
2．调节阀的流量特性调节阀的流量特性是指流过调节阀的流体相对流量与调节阀相对开度之间的关系，即⎪⎭⎫⎝⎛=L l f Q Q max 式中：Q/Q max ——相对流量，即调节阀在某一开度的流量与最大流量之比； l/L ——相对开度，即调节阀某一开度的行程与全开时行程之比。
一般说来，改变调节阀的阀芯与阀座之间的节流面积，便可控制流量。
但实际上由于各种因素的影响，在节流面积变化的同时，还会引起阀前后压差的变化，从而使流量也发生变化。
为了便于分析，先假定阀前后压差固定，然后再引申到实际情况。
因此，流量特性有理想流量特性和工作流量特性之分。
调节阀类型及选型调节阀又名控制阀，通过接受调节控制单元输出的控制信号，借助动力操作去改变流体流量。
调节阀一般由执行机构和阀门组成。
如果按其所配执行机构使用的动力，调节阀可以分为气动调节阀、电动调节阀、液动调节阀三种，即以压缩空气为动力源的气动调节阀，以电为动力源的电动调节阀，以液体介质（如油等）压力为动力的电液动调节阀，另外，按其功能和特性分，还有水力控制阀、电磁阀、电子式、智能式、现场总线型调节阀等。
调节阀的阀体类型选择调节阀的阀体种类很多，常用的阀体种类有直通单座、直通双座、角形、隔膜、小流量、三通、偏心旋转、蝶形、套筒式、球形等。
在具体选择时，可做如下考虑:（1）阀芯形状结构主要根据所选择的流量特性和不平衡力等因素考虑。
（2）耐磨损性当流体介质是含有高浓度磨损性颗粒的悬浮液时，阀的内部材料要坚硬。
（3）耐腐蚀性由于介质具有腐蚀性，尽量选择结构简单阀门。
（4）介质的温度、压力当介质的温度、压力高且变化大时，应选用阀芯和阀座的材料受温度、压力变化小的阀门。
（5）防止闪蒸和空化闪蒸和空化只产生在液体介质。
在实际生产过程中，闪蒸和空化会形成振动和噪声，缩短阀门的使用寿命，因此在选择阀门时应防止阀门产生闪蒸和空化。
调节阀执行机构的选择为了使调节阀正常工作，配用的执行机构要能产生足够的输出力来保证高度密封和阀门的开启。
对于双作用的气动、液动、电动执行机构，一般都没有复位弹簧。
作用力的大小与它的运行方向无关，因此，选择执行机构的关键在于弄清最大的输出力和电机的转动力矩。
对于单作用的气动执行机构，输出力与阀门的开度有关，调节阀上的出现的力也将影响运动特性，因此要求在整个调节阀的开度范围建立力平衡。
执行机构类型的确定对执行机构输出力确定后，根据工艺使用环境要求，选择相应的执行机构。
对于现场有防爆要求时，应选用气动执行机构。
从节能方面考虑，应尽量选用电动执行机构。
若调节精度高，可选择液动执行机构。
如发电厂透明机的速度调节、炼油厂的催化装置反应器的温度调节控制等。
调节阀选型方法总结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。
各类多级降压调节阀的特点及选用
对多级降压调节阀的常见结构类型及其特点进行了系统的介绍。
对用户如何根据可压缩介质工况下的具体要求计算调节阀CV值的常用方法进行了总结，为用户了解多级降压调节阀的特点并合理选用提供了参考。
一、前言
在现代工业生产过程中，调节阀是用于控制系统改变管路中流体流量的装置，是管系中的终端控制元件，起着分配流体介质、调节流体流量等重要作用。
近年来随着工业技术的不断进步，实际生产中出现的高温、高压等特殊工况对调节阀也提出了更高的要求。
特别是应用于高压差场合的调节阀，由于流速很高，经常在内部节流件部位出现冲刷腐蚀，同时还伴有由空化现象引起的汽蚀、噪声和振动等危害，给安全生产带来重大隐患。
因此，国内外一些厂家分别研究开发了专门应用于高压差条件下的多级降压结构调节阀。
本文对常见的各类多级降压调节阀的结构、工作原理及特点分别进行介绍。
并且针对可压缩工况，对用户如何根据实际要求的流量计算调节阀CV值的常用方法进行了总结。
为用户了解多级降压调节阀的特点并合理选用提供了参考。
二、多级降压调节阀的常见类型及特点
在调节阀中产生的汽蚀空化现象，其根本原因即是由于阀前后的压差过高。
一般认为当Δp>2.5MPa时，流体介质在阀内部进入节流部位时压力骤然下降，在通流截面面积最小处压力降至最低，当这一压力低于当前温度下流体的饱和蒸汽压时，部分液体会出现汽化，形成大量微小的汽泡，当流体流过节流口压力回升时，这些汽泡又发生破裂回到液态，对阀体和阀芯等部件产生冲击并带来噪声、振动等危害。
近年来，国内外一些调节阀厂商都研发了各种不同类型的专门应用于苛刻工况下的抗汽蚀多级降压调节阀。
常见的多级降压调节阀分为三类，虽然在结构上有所不同，但有着共同的工作原理，都是通过改变结构将总的压差进行分段多级降压，使每一级压降Δp1小于产生空化的临界压差，从而有效避免了汽蚀等危害的发生。
1、串级式调节阀
串级式多级降压结构如图1所示，这种结构把原本的一个整体的节流区域以多个分开的节流区域互相串联，从而使较大的压差转换为多个较小的压差，使每一次的降压范围都控制在饱和蒸汽压以上，使空化现象不再出现。
图1 串级式调节阀
串级式调节阀多用于液体介质工作的场合，其特点在于：
1)启闭过程中能够减轻持续压差，每一级节流口的动作均滞后于上一级节流口，可以使在启闭过程时作用于阀口的持续高压逐级减轻，分担了第一级节流口的压力。
2)流阻较小，可以胜任流体清洁度不高，甚至固液两相流的场合。
3)串级式阀芯一般进行碳化钨喷涂硬化处理，抗冲刷汽蚀性能良好。
4)制造过程与其他多级降压调节阀相比工艺较为简单，加工方便，制造成本也较为低廉。
5)串级式调节阀一般降压级数有限，多为3～4级，不能应用于压差过高的场合。
2、多层套筒式调节阀
多层套筒式多级降压结构如图2所示，经常用于电站或化工等行业中。
图2 多层套筒式调节阀
多层套筒式调节阀典型结构特征是阀芯部分节流件由数层加工有小孔的套筒构成，每层套筒之间都留有一定的间隙，使流体流经套筒时得以缓冲，从而将流体速度控制在一定范围内。
其特点在于：
1)多级套筒式调节阀降压级数可以设计得较大，降压能力与串级式相比较强，能够胜任高压差的场合。
2)多层套筒式结构既能满足较高的压降要求，同时又能在工作时保证较大的流量。
3)抗汽蚀性能良好，用于液体介质时，流体由最外侧套筒流向最内侧，液体介质在套筒中逐级降压以减轻空化汽蚀现象的发生，并且流体最终从内侧套筒上的小孔中喷射至中心阀腔区域，使汽泡在套筒中心部位破裂，不直接对阀门金属表面产生伤害。
4)抗噪声、振动性能良好，用于气体介质时由套筒内侧向外流动，靠外侧套筒的孔径和间隙与内侧相比均有所扩大，使气体介质在逐级降压过程中不断膨胀，可以有效地降低噪声及振动带来的危害。
5)套筒加工过程比较复杂，成本较高。
但安装与维护简便，易于更换。
3、迷宫式调节阀
迷宫盘片式多级降压结构如图3所示，其核心节流部分由多个开有迷宫式沟槽的金属盘片叠加而成。
流体流经迷宫流道中经过多次碰撞转折，消耗能量，在逐级降压过程的同时，使流速也得到了控制。
图3 迷宫式调节阀
一般多用于核能、电站等行业中高温高压降的特殊场合，工作介质多为过热蒸汽，也能用于液体介质。
其特点如下。
1)迷宫流道的拐弯级数就是迷宫式调节阀的降压级数，一般可达十几到二十几级，所以迷宫式多级降压结构是常见多级降压调节阀中降压能力最强的，国外有产品最高可以达40MPa。
2)出色的抗汽蚀冲刷及消声减振性能，多级拐弯迷宫式流道可以有效地控制流体流速，避免空化、噪声及振动等不良现象的发生。
3)通过使用不同形式的迷宫盘片进行组合，迷宫式调节阀可以达到不同的流量特性调节曲线。
4)迷宫式盘片制造精度要求很高，一般由司太立合金堆焊，有较长的使用寿命;安装与维护比较简便，盘片易更换。
5)迷宫式流道对流体介质的清洁度要求较高，否则迷宫流道容易发生堵塞。
三、多级降压调节阀CV值的计算
流量系数(CV)一般用来表示阀门的流通能力，为了选用合适的调节阀，必须根据所使用条件计算出必要的CV值，然后根据额定流量系数选择合适的调节阀型号。
在可压缩工况下，流体在节流过程中压力降低，体积膨胀，密度减小，阀内的流动情况与不可压缩相比复杂很多。
因此对于一般多用于可压缩工况下的多级降压调节阀，其流量系数的计算方法也较为特殊，典型的可压缩工况下CV值的计算主要有压缩系数法及膨胀系数法两类常用方法。
1、压缩系数法
压缩系数法在20世纪50年代由苏联提出，是计算可压缩工况下流量系数的早期公式之一。
压缩系数法考虑到气体的可压缩性，在一般的液体计算公式中添加一个气体压缩系数ε，对液体计算公式进行校正。
此种方法对计算模型做了很大简化，把不同形式的调节阀都
简化为同样的流量喷嘴，然后认为在喷嘴中气体介质流动的过程是一个绝热过程，再用能量平衡方程导出计算公式，即：
(1)
式中γN——标况下的气体重度，单位为kgf/m3(1kgf=9.8N);
Q——标况下的体积流量，单位为m3/h;
T——气体温度，单位为K;
p1——阀前压力，单位为kgf/m2(1kgf=9.8N);
∆p——阀前后压差，单位为kgf/m2。
压缩系数ε可用试验确定，一般对空气试验可得：
(2)
除了压缩系数法，早期还有阀前密度法、阀后密度法及平均密度法等方法。
早期公式只能适用于压力恢复程度不高的场合，在非临界流区间内能够保证较好的计算精度。
但由于公式对计算模型的简化，随着∆p/p1增大到临界压差比时就会产生较大的误差，在过渡区和临界区内无法满足要求。
2、膨胀系数法
针对早期计算公式均未考虑阀门的压力恢复特性对计算的影响，在20世纪70年代一些国外厂商提出了以膨胀系数法、多项式法和正弦法为代表的一系列后期公式，对早期公式进行了改良，能较好满足非临界区到临界区的计算精度。
与早期公式相比较，以膨胀系数法为代表的后期公式的计算结果更加经济，可以减少不必要的浪费。
其中膨胀系数法以其计算的简便性被IEC推荐为标准公式。
膨胀系数法由用于液体情况下的计算公式引入膨胀系数Y 进行修正而得出，当Y=1时，膨胀系数法也适用于不可压缩的液体工况。
(3)
式中ρN——标况下的气体密度，单位为kg/m3;
Q——标况下的体积流量，单位为m3/h;
T1——气体入口温度，单位为K;
p1——阀前压力，单位为kPa;
X——压差比，X=∆p/p1;
Z——压缩系数。
膨胀系数Y指在相同雷诺数下，可压缩性介质的流量系数与不可压缩介质的流量系数之比。
它表示了流体从阀入口流到节流孔下游流通面积最小的缩流断面处时的密度变化，以及压差变化时缩流断面面积的变化。
(4)
式中FK——比热比系数，FK=K/1.4。
由于计算公式本身不包含上游条件时流体的实际密度，膨胀系数法引入了压缩系数Z 来补偿某些条件下实际气体和理想气体的偏差。
膨胀系数Y用来校正从阀入口处到喉管处气体密度的变化，Y和喉管处面积与入口面积之比、通道形状、压差比X、雷诺数以及比热比系数FK等因素有关。
膨胀系数法对影响可压缩流体流动的诸多因素都进行了全面的考虑，所以能在全部的流动范围内保证较高的计算精度，且适用于各种类型的阀门，应用比较广泛。
四、结语
应用于高压差条件下的多级降压调节阀作为管路系统之中的关键设备，在控制过程中发挥着至关重要的作用。
本文对常见的三种不同类型的多级降压调节阀产品的工作原理、核心结构、特点以及分别适用的场合进行了系统的介绍，为用户了解多级降压调节阀的基本类型和特点提供了参考。
此外，由于多级降压调节阀经常应用于可压缩工况，本文还对可压缩工况下流量系数的典型计算方法进行了归纳和总结，使用户能够依据正确的计算方法对调节阀的具体型号进行选择。
总之，本文对于用户了解专门应用于高压差场合下多级降压调节阀的特点并合理地选用提供了一定的参考。
