调节阀流量特性分析及其应用选择

流量调节阀的原理及应用1. 引言流量调节阀是一种常用的控制装置，广泛应用于工业生产中。

本文将介绍流量调节阀的原理和应用，以帮助读者了解该装置的工作原理和适用场景。

2. 流量调节阀的原理流量调节阀是通过改变阀门的开度来调节流体介质的流量。

其工作原理基于压力差和阀门开度之间的关系。

2.1 压力差控制流动介质在通过阀门时会形成压力差，流量调节阀通过控制阀门的开度来调节压力差，进而控制流量大小。

当阀门开度较小时，压力差较小，流量较小；当阀门开度较大时，压力差增大，流量也增大。

2.2 阀门开度控制流量调节阀的关键是通过调节阀门的开度来实现流量的控制。

通常采用线性控制方式，即阀门开度与流量之间存在一定的线性关系。

通过改变阀门的开度可以精确地调节流量到需要的数值。

3. 流量调节阀的应用流量调节阀在工业生产中有广泛的应用，下面列举了一些常见的应用场景：3.1 液体控制流量调节阀常用于液体控制系统中，控制液体介质的流量和压力。

例如，在化工生产中，需要控制不同液体介质的流量，以满足不同工序的需求。

流量调节阀可以根据工艺需要精确地控制液体流量，保证生产过程的稳定性和效率。

3.2 气体控制流量调节阀也适用于气体控制系统。

在石油、天然气等行业中，需要控制气体的流量来保证生产过程的正常进行。

流量调节阀可以控制气体的流量和压力，确保系统的稳定性和安全性。

3.3 温度控制有些应用场景需要控制流体的温度，流量调节阀在这方面也有应用。

例如，在暖通空调系统中，通过控制冷却水的流量来调节室内的温度。

流量调节阀能够根据温度需求，调节冷却水的流量，实现温度的控制。

3.4 流量测量流量调节阀在流量测量中也有一定的应用。

通过控制阀门的开度，可以精确地调节流体的流量，方便进行流量的测量和监测。

流量调节阀可以与流量计、压力传感器等装置联动，实现流量的准确测量和控制。

4. 总结本文介绍了流量调节阀的原理及应用。

流量调节阀通过改变阀门的开度来控制流体介质的流量，其工作原理基于压力差和阀门开度之间的关系。

调节阀流量系数计算公式和选择数据调节阀是工业生产过程中常用的一种流量控制设备，通过改变阀门开度实现流量的调节和控制。

调节阀的流量特性是一个非线性曲线，通常通过流量系数来描述。

流量系数是指，在单位压差下，通过阀门所能流过的液体的流量与阀门的开度之间的关系。

调节阀流量系数计算公式通常包含两个主要参数：阀门的开度和压差。

常见的调节阀流量系数计算公式有两种：流量系数计算公式和修正流量系数计算公式。

1.流量系数计算公式流量系数计算公式通常为以下形式：Cv=Q/√ΔP其中，Cv是调节阀的流量系数，Q是通过调节阀的液体流量，ΔP是压差。

2.修正流量系数计算公式修正流量系数计算公式是对流量系数计算公式进行修正，考虑了液体的特性、密度、黏度等因素，通常为以下形式：Cv=Q/√(SG*ΔP)其中，Cv是修正流量系数，Q是通过调节阀的液体流量，ΔP是压差，SG是液体的相对密度。

选择数据通常包括以下几个方面：1.流量范围根据实际工艺要求和流体特性，确定调节阀的流量范围。

包括最小流量、额定流量和最大流量。

2.压差范围根据实际工艺情况和管路布局，确定调节阀的压差范围。

包括最小压差、额定压差和最大压差。

3.流体特性根据液体的物理、化学特性，选择适合的调节阀型号。

包括液体的温度、压力、粘度、相对密度等参数。

4.调节特性根据实际工艺要求，选择适合的调节阀调节特性。

常见的调节特性有线性、等百分比、快开、快关等。

5.阀门材质根据液体的化学性质，选择适合的阀门材质。

常见的阀门材质有铸钢、不锈钢、铸铁、黄铜等。

调节阀在⽣产中的应⽤选型调节阀⽤于调节操纵变量的流量，从控制系统整体看，⼀个控制系统控制得好不好，都通过调节阀来实现。

调节阀的特点控制阀是节流装置，属于动部件，与检测元件和变送器、控制器⽐较，在控制过程中，调节阀需要不断改变流件的流通⾯积，使操纵变量变化，以适应负荷变化或操作条件的改变，因此，对调节阀组件的密封、耐压、腐蚀等提出很⾼要求。

例如，密封会使调节阀摩擦⼒增加，调节阀死区加⼤，造成控制系统控制的品质变差等。

调节阀的阀内件与过程介质直接接触，和检测元件与过程介质的接触不同，例如：对调节阀的耐腐蚀性、强度、刚度、材料等有更⾼的要求；检测元件可采⽤隔离液等⽅法与过程介质隔离，但调节阀与过程介质直接接触，很难采⽤隔离液的⽅法与过程介质隔离。

调节阀的节流使能量在阀内件内部被消耗，因此降低能耗，降低调节阀的压⼒损失和保证较好的控制品质之间要合理选择和兼顾。

调节阀对流体进⾏节流的同时也产⽣噪声。

例如：当阀出⼝压⼒低于液体的蒸汽压⼒时，造成闪蒸；当阀下游压⼒⾼于液体蒸汽压⼒时，造成汽蚀。

调节阀造成的噪声和调节阀流路的设计、操作压⼒、被控介质特性等有关系，因此，降低噪声、降低压⼒损失等对调节阀提出了更⾼的要求。

单座调节阀调节阀的选型1 调节阀额定流量系数的选择对⼀台调节阀来说，额定流量系数Kv的⼤⼩，直接反映了流体通过调节阀的最⼤能⼒，所以额定流量系数Kv值是⼀个重要参数。

1.1 额定流量系数的定义流量系数是指在调节阀全开的条件下，阀两端的压差为1kgf/cm2，流体重度为1g/cm2时，每⼩时流经调节阀的流量数。

1.2 流量系数的计算1.2.1 ⼀般液体流量系数的计算⼀般液体流量系数的计算公式为（1）其中：Kv——流量系数；p1——阀前压⼒；Q——流体体积流量，m3/h；p2——阀后压⼒；G——流体重量流量，t/h；r——流体重度。

1.2.2 ⾼黏度液体流量系数的计算当液体黏度过⾼时，由于雷诺数下降，改变了流动状态，在雷诺数Re<2300时，液体处于层流低速流动，流量与差压不再是平⽅关系，此时须对Kv值进⾏黏度修正。

调节阀流量特性介绍1. 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。

其数学表达式为式中：Qmax-- 调节阀全开时流量L---- 调节阀某一开度的行程Lmax-- 调节阀全开时行程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)流量特性性质特点直线调节阀的相对流量与相对开度呈直线关系，即单位相对行程变化引起的相对流量变化是一个常数①小开度时，流量变化大，而大开度时流量变化小②小负荷时，调节性能过于灵敏而产生振荡，大负荷时调节迟缓而不及时③适应能力较差等百分比单位相对行程的变化引起的相对流量变化与此点的相对流量成正比①单位行程变化引起流量变化的百分率是相等的②在全行程范围内工作都较平稳，尤其在大开度时，放大倍数也大。

工作更为灵敏有效③ 应用广泛，适应性强抛物线特性介于直线特性和等百分比特性之间，使用上常以等百分比特性代之①特性介于直线特性与等百分比特性之间②调节性能较理想但阀瓣加工较困难快开在阀行程较小时，流量就有比较大的增加，很快达最大①在小开度时流量已很大，随着行程的增大，流量很快达到最大②一般用于双位调节和程序控制在实际系统中，阀门两侧的压力降并不是恒定的，使其发生变化的原因主要有两个方面。

一方面，由于泵的特性，当系统流量减小时由泵产生的系统压力增加。

另一方面，当流量减小时，盘管上的阻力也减小，导致较大的泵压加于阀门。

因此调节阀进出口的压差通常是变化的，在这种情况下，调节阀相对流量与相对开度之间的关系。

称为工作流量特性[1]。

具体可分为串联管道时的工作流量特性和并联管道时的工作流量特性。

（1）串联管道时的工作流量特性调节阀与管道串联时，因调节阀开度的变化会引起流量的变化，由流体力学理论可知，管道的阻力损失与流量成平方关系。

调节阀一旦动作，流量则改变，系统阻力也相应改变，因此调节阀压降也相应变化。

调节阀选型须知
在选择调节阀前需要对调节阀的基础理论知识有一定的了解基础，以下为阀门的流量系数、调节阀泄漏等级、调节阀泄漏量、调节阀的流量特性等做出介绍。

阀门的流量系数
阀门的流量系数是衡量阀门流通能力的指标，流量系数值越大说明流体流过阀门时的压力损失越小。

流量系数值随阀门的尺寸、形式、结构而变化，不同类型和不同规格的阀门都要分别进行试验，才能确定该阀门的流量系数值。

调节阀泄漏等级
调节阀泄漏量
调节阀的流量特性
调节阀的流量特性，是在阀两端压差保持恒定的条件下，介质流经调节阀的相对流量与它的开度之间关系。

最常见调节阀的流量特性有线性、等百分比、抛物线三种。

等百分比特性，其流量与开度曲线呈对数曲线。

这种特性在行程的每一点上，行程变化百分之多少和流量变化百分之多少是相等的。

特点是开度小时，流量变化小，开度大时，则流量变化大。

相对于调节来说，就是在不同开度上，具有相同的调节精度。

线性特性的相对行程和相对流量成直线关系。

单位行程的变化所引起的流量变化是不变的。

流量大时，流量相对值变化小，流量小时，则流量相对值变化大。

抛物线特性的流量按行程的二方成比例变化，大体具有线性和等百分比特性的中间特性。

仅就调节阀的调节性能讲，以等百分比特性为最优，其调节稳定，调节性能好。

而抛物线特性又比线性特性的调节性能好。

但是，被调节的工艺对象特性如果和调节阀的特性配合（叠加、抵消）后，可能有利或不利与系统的调节性能，所以需要根据使用场合的要求不同，挑选调节阀的流量特性。

一般情况下，调节液位时使用线性特性阀，调节流量使用等百分比多一些。

调节阀的选择及流量特性分析作者：刘宇来源：《科学与技术》2018年第13期摘要：调节阀是自动控制系统中常用的执行器，用来完成被控对象流量的调节。

正确地选择调节阀，是调节系统控制品质的保证。

就调节阀的组成分类、流量特性进行了详细描述，并给出调节阀的选择方法和应注意的问题。

关键词：调节阀；流量特性选择调节阀是自动控制系统中常用的执行器，是自动控制的终端主控元件，直接控制被测介质的输送量。

调节阀由执行机构和调节机构组成，接受调节器或计算机的控制信号，用来改变被控介质的流量，使被调参数维持在所要求的范围内，从而达到过程控制的自动化。

在自动控制领域中，控制过程是否平稳直接取决于调节阀能否准确动作，使过程控制体现为物料能量和流量精确变化。

所以，要根据不同的需要选择不同的调节阀。

选择恰当的调节阀是管路设计的主要问题，也是保证调节系统安全和平稳运行的关键。

1选择调节阀性能1.1 工作原理根据流体力学可知，调节阀是一個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Q= （1）式中Q-调节阀某一开度的流量，mm3/sP1-调节阀进口压力，MPaP2-调节阀出口压力，MPaA-节流截面积，mm2ξ-调节阀阻力系数ρ-流体密度，kg/mm3由式（1）可知，当A一定，ΔP=P1-P2也阻力系数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。

1.2 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，mm3/sL———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。

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。

调节阀的流量特性
调节阀的流量特性，是在阀两端压差保持恒定的条件下，介质流经调节阀的相对流量与它的开度之间关系。

理想流量特性有：
1、等百分比特性
等百分比特性的相对行程和相对流量不成直线关系，在行程的每一点上单位行程变化所引起的流量的变化与此点的流量成正比，流量变化的百分比是相等的。

所以它的优点是流量小时，流量变化小，流量大时，则流量变化大，也就是在不同开度上，具有相同的调节精度。

2、线性特性线性特性的相对行程和相对流量成直线关系。

单位行程的变化所引起的流量变化是不变的。

流量大时，流量相对值变化小，流量小时，则流量相对值变化大。

3、抛物线特性
流量按行程的二方成比例变化，大体具有线性和等百分比特性的中间特性。

三种理想流量特性各有优缺点，不多说了。

阀门的流量特性，一般在特定开度比如30Q70%,会更加接近理想流量特性。

所以在调节阀计算时，要多和厂家沟通，必要时相应的做变径。

各种流量调节阀的工作原理以及选型计量收费主要通过三个途径宏观节能：首先是装设了流量调节阀，实现了流量平衡，进而克服了冷热不均现象；其次是通过温控阀的作用，利用了太阳能、家电、照明等设备的自由热；第三是提高了用热居民的节能意识，减少了开窗户等的无谓散热。

而这三条节能途径，其中有二条都是通过流量调节阀来实现的。

可见，流量调节阀，在计量收费的供热系统中，占有何等重要的地位。

因此，如何正确的进行流量调节阀的选型设计，就显得非常重要。

一、温控阀阀1、散热器温控阀的构造及工作原理用户室内的温度控制是通过散热器恒温控制阀来实现的。

散热器恒温控制阀是由恒温控制器、流量调节阀以及一对连接件组成，其中恒温控制器的核心部件是传感器单元，即温包。

温包可以感应周围环境温度的变化而产生体积变化，带动调节阀阀芯产生位移，进而调节散热器的水量来改变散热器的散热量。

恒温阀设定温度可以人为调节，恒温阀会按设定要求自动控制和调节散热器的水量，从而来达到控制室内温度的目的。

温控阀一般是装在散热器前，通过自动调节流量，实现居民需要的室温。

温控阀有二通温控阀和三通温控阀之分。

三通温控阀主要用于带有跨越管的单管系统，其分流系数可以在0～100％的范围内变动，流量调节余地大，但价格比较贵，结构较复杂。

二通温控阀有的用于双管系统，有的用于单管系统。

用于双管系统的二通温控阀阻力较大；用于单管系统的阻力较小。

温控阀的感温包与阀体一般组装成一个整体，感温包本身即是现场室内温度传感器。

如果需要，可以采用远程温度传感器；远程温度传感器置于要求控温的房间，阀阀体置于供暖系统上的某一部位。

2、温控阀的选型设计温控阀是供暖系统流量调节的最主要的调节设备，其他调节阀都是辅助设备，因此温控阀是必备的。

一个供暖系统如果不设置温控阀就不能称之谓热计量收费系统。

在温控阀的设计中，正确选型十分重要。

温控阀的选型目的，是根据设计流量（已知热负荷下），允许阻力降确定KV值（流量系数）；然后由KV值确定温控阀的直径（型号）。

调节阀流量系数计算公式及数据选择调节阀的流量系数（Cv）是指在给定的压差下，调节阀能够通过的流体的体积流量。

它是衡量调节阀性能的重要参数之一、通常情况下，调节阀流量系数的计算公式为：Cv = Q / sqrt(ΔP)其中，Cv为流量系数，Q为流量，ΔP为压差。

在实际应用中，选择合适的流量系数对于调节阀的性能至关重要。

以下是一些常用的数据选择方法和公式。

1.流量系数计算公式：根据调节阀的使用场景和流体介质的特性，可以选择不同的流量系数计算公式。

常见的计算公式包括：- 标准流量系数公式：Cv = Q / sqrt(ΔP)- 输入流量系数公式：Cv = Q / sqrt(△h * g)- 出口流量系数公式：Cv = Q / sqrt(△z)2.流量系数选择方法：为了选择合适的流量系数，需要考虑以下因素：-流量需求：首先需要确定所需的流量范围，包括最小和最大流量。

-压差需求：根据流量要求和管道系统的特性，确定所需的压差范围。

-流体介质：不同的流体介质对调节阀的流量系数有不同的要求，例如气体和液体，不同的密度和黏度对流量系数具有影响。

-系统要求：根据系统的性能要求，选择合适的流量系数。

3.流量系数常用值：根据实际经验和行业标准，一些常用的流量系数值如下：-常规控制阀：Cv=0.01~10-高流量控制阀：Cv=10~50-小流量控制阀：Cv<0.01-紧急切断阀：Cv>504.其他因素的考虑：流量系数的选择还需要考虑其他因素，如调节阀的类型、阀座直径和开启程度等。

不同类型的调节阀可能需要不同的流量系数。

综上所述，在选择调节阀的流量系数时，需要根据流量需求、压差需求、流体介质和系统要求等因素进行评估。

在实际应用中，可以根据常见的流量系数计算公式和经验值来进行选择，并结合实验数据进行调整和优化。