閥門實(shí)際特性曲線與理想特性曲線的對(duì)比分析.doc

閥門實(shí)際特性曲線與理想特性曲線的對(duì)比分析組長(zhǎng)：萬(wàn)昌正 組員：潘強(qiáng)廣 馬華培 王昱威 張?zhí)?張鵬飛實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 了解實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)，使用流程和使用方法2. 了解三種常用的閥門固有流量特性曲線：線性、快開、等百分比。并與工作狀態(tài)下實(shí)際流量特性曲線進(jìn)行對(duì)比。3. 根據(jù)閥門對(duì)應(yīng)的流量特性，對(duì)閥門進(jìn)行優(yōu)化篩選。實(shí)驗(yàn)背景意義眾所周知，調(diào)節(jié)閥是自動(dòng)控制中直接與流體相接觸的執(zhí)行器。對(duì)熱工對(duì)象來(lái)說(shuō)，其控制流體（往往是水）的流量和壓力，關(guān)系著生產(chǎn)過(guò)程、空氣調(diào)節(jié)等自動(dòng)化的技術(shù)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)型式越來(lái)越多，調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)型式的選擇主要是根據(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)節(jié)比、噪音、泄漏量）綜合考慮來(lái)確定。一般情況下，應(yīng)首選普通單、雙座閥和套筒閥。因?yàn)榇祟愓{(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，閥芯形狀易于加工，比較經(jīng)濟(jì)；或根據(jù)具體的特殊要求選擇相應(yīng)結(jié)構(gòu)形式的調(diào)節(jié)閥。結(jié)構(gòu)型確定以后，調(diào)節(jié)閥的具體規(guī)格關(guān)系到閥的流量特性是否與系統(tǒng)特性相匹配，關(guān)系到系統(tǒng)是否穩(wěn)定性高、經(jīng)濟(jì)性好。因此正確選取調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)形式、流量特性和產(chǎn)品規(guī)格，對(duì)于自控系統(tǒng)的穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)合理性有著十分重要的作用。實(shí)驗(yàn)任務(wù)分解對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的分析總結(jié)后，我組成員對(duì)實(shí)驗(yàn)任務(wù)進(jìn)行了細(xì)化分解，將實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目拆分成幾個(gè)小的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單元，具體任務(wù)可見下圖。表一：任務(wù)分解組員實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫實(shí)驗(yàn)實(shí)施過(guò)程萬(wàn)昌正實(shí)驗(yàn)原理，實(shí)驗(yàn)步驟潘強(qiáng)廣公式推導(dǎo)馬華培實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，背景意義王昱威公式推導(dǎo)張鵬飛實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，背景意義張?zhí)賹?shí)驗(yàn)原理，實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)原理閥門的流量特性曲線：根據(jù)閥門兩端的壓降，閥門流量特性分固有流量特性和工作流量特性。固有流量特性是閥門兩端壓降恒定時(shí)的流量特性，亦稱為理想流量特性。工作流量特性是在工作狀態(tài)下（壓降變化）閥門的流量特性，閥門出廠所提供的流量特性為固有流量特性。閥的結(jié)構(gòu)特性是閥芯的位移與流體通過(guò)的截面積之間的關(guān)系，他不考慮閥兩端的壓降。因此，只與閥芯的形狀、大小等幾何因子有關(guān)閥門的流量特性，有線性、等百分比、拋物線、雙曲線、快開、平方根等不同類型。我們小組本次實(shí)驗(yàn)先從理論上推導(dǎo)三種常用的固有流量特性曲線（線性、快開、等百分比）再結(jié)合對(duì)應(yīng)的實(shí)際流量特性曲線進(jìn)行對(duì)比分析。圖1.閥門的流量特性曲線 快開流量特性：起初變化大，后面比較平緩； 線性流量特性：是閥門的開度跟流量成正比，也就是說(shuō)閥門開度達(dá)到50%，閥門的流量也達(dá)到50%； 等百分比流量特性：跟快開式的相反，是起初變化小，后面比較大。下面一一介紹三種常用流量特性曲線的特點(diǎn)。1. 線性流量特性線性流量特性關(guān)系是指平衡閥的相對(duì)流量與相對(duì)位移成直線關(guān)系。即單位位移變化所引起的流量變化是常數(shù)。線性流量特性控制閥的相對(duì)流量與相對(duì)行程的函數(shù)關(guān)系是：dq=Kd實(shí)際流量Q與實(shí)際開度L的關(guān)系式推導(dǎo)步驟本小組另附紙呈與老師。上式表明，線性流量特性平衡閥的相對(duì)流量與相對(duì)行程呈現(xiàn)線性關(guān)系，直線的斜率是（R-1)/R,截距是1/R.因此，線性流量特性控制閥的增益Kv2（即直線方程的斜率）與可調(diào)比R有關(guān)；與最大流量Qmax和流過(guò)閥門的流量Q無(wú)關(guān)。Kv2 是常數(shù)。即增益Kv2=1-1/R.可調(diào)比R不同，表示最大流量與最小流量之比不同，從相對(duì)流量坐標(biāo)看，表示為相對(duì)行程為零時(shí)的起點(diǎn)不同，起點(diǎn)的相對(duì)流量是1/R。由于最大行程時(shí)獲得最大流量，因此，相對(duì)行程為1時(shí)的相對(duì)流量為1。線性流量特性控制閥在不同的行程，如果行程變化相同，則流量的相對(duì)變化量不同。2. 等百分比流量特性等百分比流量特性是指單位相對(duì)位移變化所引起的相對(duì)流量變化與此點(diǎn)的相對(duì)流量變化成正比關(guān)系。即控制閥的放大系數(shù)是變化的，它隨相對(duì)流量的增大而增大。等百分比流量特性控制閥的相對(duì)流量與相對(duì)行程的函數(shù)關(guān)系是：dq=Kqd實(shí)際流量Q與實(shí)際開度L的關(guān)系式推導(dǎo)步驟本小組另附紙呈與老師。上式表明，等百分比流量特性控制閥的相對(duì)行程與相對(duì)流量的對(duì)數(shù)成比例關(guān)系。即在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)上，流量特性曲線成直線，或在制憲坐標(biāo)上流量特性曲線是一條對(duì)數(shù)曲線，由上式可知lnq,即相對(duì)流量的對(duì)數(shù)與相對(duì)行程成正比。等百分比流量特性控制閥的增益:Kv2=(Q/Lmax)lnR等百分比流量特性控制閥的增益Kv2與流量Q成正比，又因 Q/Q=R-1,則當(dāng)相對(duì)行程變化量相同時(shí)，流量也變化相同的百分比，因此稱為等百分比流量特性。3. 快開流量特性此種流量特性的控制閥在開度較小時(shí)就有較大的流量，隨著開度的增大，流量很快就達(dá)到最大；此后再增加開度，流量變化很小，故稱快開性流量特性?？扉_流量特性控制閥的相對(duì)流量與相對(duì)行程的函數(shù)關(guān)系是：dq=Kq-1d實(shí)際流量Q與實(shí)際開度L的關(guān)系式推導(dǎo)步驟本小組另附紙呈與老師?？扉_流量特性控制閥的增益Kv2與流量的倒數(shù)成正比，或Kv21/Q,隨流量增大，增益反而減小。4. 閥門固有流量特性曲線圖2.三種常用固有流量特性曲線5. 實(shí)際應(yīng)用時(shí)閥門固有流量特性的畸變曲線圖3.閥門的固有流量特性畸變曲線6. 閥門的選擇依據(jù)隔膜閥的流量特性接近快開特性。蝶閥的流量特性接近等百分比特性。閘閥的流量特性為線性特性。球閥的流量特性在啟閉階段為直線，在中間開度的時(shí)候?yàn)榈劝俜直忍匦浴?圖4.閥門的固有流量特性曲線實(shí)驗(yàn)步驟1. 在實(shí)驗(yàn)室根據(jù)出廠數(shù)據(jù)取三種常用固有特性曲線閥門（線性、快開、等百分比）各一個(gè)，檢查其可靠性。2. 將閥門連通管路，閥門關(guān)閉后，記錄最小流量Qmin；閥門開度調(diào)到最大，記錄最大流量Qma