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調(diào)節(jié)閥的流量特性有線性特性,等百分比特性及拋物線特性三種。三種注量特性的意義如下:
(1)等百分比特性(對數(shù))等百分比特性的相對行程和相對流量不成直線關(guān)系,在行程的每一點上單位行程變化所引起的流量的變化與此點的流量成正比,流量變化的百分比是相等的。所以它的優(yōu)點是流量小時,流量變化小,流量大時,則流量變化大,也就是在不同開度上,具有相同的調(diào)節(jié)精度。閘閥和上螺紋截止閥內(nèi)有倒密封裝置,手輪旋至上位置擰緊,即可阻止介質(zhì)從填料處泄漏。
(2)線性特性(線性)線性特性的相對行程和相對流量成直線關(guān)系。單位行程的變化所引起的流量變化是不變的。流量大時,流量相對值變化小,流量小時,則流量相對值變化大。
(3)拋物線特性流量按行程的二方成比例變化,大體具有線性和等百分比特性的中間特性。
從上述三種特性的分析可以看出,就其調(diào)節(jié)性能上講,以等百分比特性為,其調(diào)節(jié)穩(wěn)定,調(diào)節(jié)性能好。而拋物線特性又比線性特性的調(diào)節(jié)性能好,可根據(jù)使用場合的要求不同,挑選其中任何一種流量特性。
調(diào)節(jié)閥在現(xiàn)代化工廠的自動控制中,調(diào)節(jié)閥起著十分重要的作用,這些工廠的生產(chǎn)取決于流動著的介質(zhì)正確分配和控制。這些控制無論是能量的交換、壓力的降低或者是簡單的容器加料,都需要某些終控制元件去完成。
在化工生產(chǎn)工藝流程中的管路和設(shè)備中,有大量的流體流量調(diào)節(jié)閥對保證設(shè)備的正常運行起著至關(guān)重要的作用。它們有多種結(jié)構(gòu)形式,分別適用于不同場合。其主要作用即用于調(diào)節(jié)流量,以保證設(shè)備的穩(wěn)定運行。它們有操作簡單、方便,易于控制等特點,故受到廣泛的應(yīng)用。但也有消耗能量過大、閥門元件易損等缺陷,若設(shè)計使用不當(dāng),會給生產(chǎn)帶來影響。調(diào)節(jié)閥安裝時,必需考慮到調(diào)節(jié)閥在現(xiàn)場維修或日常拆卸維修工作,維修費用的高低取決于接近閥門的方便性,如果需要拆卸帶有閥桿和閥芯的頂部組件,閥門的上方應(yīng)留有足夠的空隙,如果需要拆卸底部法蘭和閥桿、閥芯部件、閥門的底部應(yīng)留空隙。本文主要討論的是對管路流量調(diào)節(jié)過大、輸送流體溫度過高,可能會產(chǎn)生的汽蝕和閃蒸現(xiàn)象以及其對調(diào)節(jié)閥的破壞及防止方法。
1.出現(xiàn)蝕和閃蒸的原因分析
1.1 流體在調(diào)節(jié)閥中的流動過程
液體在調(diào)節(jié)閥的流道中的流動過程是極其復(fù)雜的,根據(jù)連續(xù)性方程:
uAp=常數(shù)
式中u——截面平均流速,m/s;
A—— 流道截面積,m2;
p—流體介質(zhì)的密度,kg/m3。
對于不可壓縮的流體,p=常數(shù),因此uA=常數(shù),亦即流體的流速和通過該截面的截面積成反比。
同時,又根據(jù)伯努利方程式[1]:
式中z——位置標高,m;
p——靜壓強,Pa;
g—— 重力加速度,kg?m/s2。
忽略管道進出口流體的位置標高差別,如果通過截面時的流速增大,則意味著斷面的壓力將下降,當(dāng)流體的壓力下降到該溫度下的飽和壓力Pv時,液體將出現(xiàn)汽化,同時發(fā)生汽蝕或閃蒸現(xiàn)象。
由于汽蝕現(xiàn)象和閃蒸現(xiàn)象對設(shè)備有較大的破壞力。我們以前僅對離心泵的汽蝕現(xiàn)象研究較多,而對管路中調(diào)節(jié)閥可能產(chǎn)生的汽蝕和閃蒸現(xiàn)象造成的破壞未引起足夠重視,因此研究防止液體在流動過程中產(chǎn)生汽蝕和閃蒸的機理將顯得更加重要。
電動調(diào)節(jié)閥在工業(yè)行業(yè)是十分受重視的,它的存在推動了很多行業(yè)的進步與發(fā)展。隨著工業(yè)領(lǐng)域的自動化程度越來越高,正被越來越多的應(yīng)用在各種工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中。與傳統(tǒng)的氣動調(diào)節(jié)閥相比具有明顯的優(yōu)點:電動調(diào)節(jié)閥節(jié)能(只在工作時才消耗電能),環(huán)保(無碳排放),安裝快捷方便(無需復(fù)雜的氣動管路和氣泵工作站)。閥門按其所配執(zhí)行機構(gòu)使用的動力,按其功能和特性分為線性特性,等百分比特性及拋物線特性三種。自力式調(diào)節(jié)閥依靠流經(jīng)閥內(nèi)介質(zhì)自身的數(shù)字壓力表、攝氏度作為能源驅(qū)動閥門自動工作,不需要外接電源和二次儀表。
電子式電動單座調(diào)節(jié)閥,是由直行程全電子式電動執(zhí)行機構(gòu)和頂導(dǎo)向式直通低流阻單座閥組成。具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、動作靈敏、流體通道呈S流線型、壓降損失小、閥容量大、流量特性,直接接受調(diào)節(jié)儀表輸入的(4-20mA DC 0-10mA DC或1-5V DC)等控制信號及單相電源即可控制運轉(zhuǎn),實現(xiàn)對工藝管路流體介質(zhì)的自動調(diào)節(jié)控制,廣泛應(yīng)用于控氣體、液體、蒸汽等介質(zhì)的工藝參數(shù)如壓力、流量、溫度、液位等參數(shù)保持在給定值。它被安裝在各種不同的生產(chǎn)過程,生產(chǎn)過程的高溫、低溫、高壓、大流量、微小流量等操作條件需要調(diào)節(jié)閥具有各種不同的功能,調(diào)節(jié)閥能夠適應(yīng)不同應(yīng)用的要求。