調(diào)節(jié)閥的流量
上海申弘閥門(mén)有限公司
*,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)。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)合理性有十分重要的作用。調(diào)節(jié)閥的流量特性上海申弘閥門(mén)調(diào)節(jié)閥(controlvalve)用于調(diào)節(jié)介質(zhì)的流量、壓力和液位。根據(jù)接收控制單元輸出的調(diào)節(jié)部位信號(hào),自動(dòng)控制閥門(mén)的開(kāi)度,從而達(dá)到介質(zhì)流量、壓力和液位的調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)閥分電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥和液動(dòng)調(diào)節(jié)閥等。調(diào)節(jié)閥由電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)或氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)閥兩部分組成。調(diào)節(jié)并通常分為直通單座式和直通雙座式兩種,后者具有流通能力大、不平衡辦小和操作穩(wěn)定的特點(diǎn),所以通常特別適用于大流量、高壓降和泄漏少的場(chǎng)合。
開(kāi)度 | 總壓 | 總流量 | 1# | 2# | 3# | 4# | |
0 | 0.5 | 324.29 | 0.3 | 0.3 | 94.9 | 0.3 | |
5 | 0.54 | 410.7 | 121.5 | 119.3 | 178.8 | 80.9 | |
10 | 0.55 | 416.96 | 125.01 | 121.4 | 180 | 85.2 | |
15 | 0.56 | 469.23 | 148.1 | 138.6 | 187.8 | 110.5 | |
20 | 0.57 | 519.97 | 164.2 | 151.2 | 193.7 | 132.4 | |
25 | 0.57 | 537.78 | 169.5 | 156 | 196.8 | 139.9 | |
30 | 0.57 | 541.97 | 170.8 | 157 | 197.6 | 141.8 | |
35 | 0.57 | 535.16 | 168.7 | 155.2 | 196.7 | 139.3 | |
40 | 0.57 | 546.57 | 170.6 | 156.9 | 197.8 | 140.9 | |
45 | 0.59 | 613.12 | 188.6 | 170.7 | 212.8 | 164.7 | |
50 | 0.62 | 736.39 | 231.3 | 189.9 | 236.2 | 193.6 | |
55 | 0.64 | 817.31 | 257.4 | 208.8 | 256.9 | 214.5 | |
60 | 0.67 | 817.31 | 257.4 | 241.8 | 257.4 | 253.7 | |
65 | 0.71 | 817.31 | 257.4 | 257.4 | 257.4 | 257.4 |
常用的調(diào)節(jié)閥有座式和蝶閥兩類(lèi)。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。上海申弘閥門(mén)有限公司主營(yíng)閥門(mén)有:減壓閥(氣體減壓閥,可調(diào)式減壓閥,波紋管減壓閥,活塞式減壓閥,蒸汽減壓閥,先導(dǎo)式減壓閥,空氣減壓閥,氮?dú)鉁p壓閥,水用減壓閥,自力式減壓閥,比例減壓閥)、安全閥、保溫閥、低溫閥、球閥、截止閥、閘閥、止回閥、蝶閥、過(guò)濾器、放料閥、隔膜閥、旋塞閥、柱塞閥、平衡閥、調(diào)節(jié)閥、疏水閥、管夾閥、排污閥、排氣閥、排泥閥、氣動(dòng)閥門(mén)、電動(dòng)閥門(mén)、高壓閥門(mén)、中壓閥門(mén)、低壓閥門(mén)、水力控制閥、真空閥門(mén)、襯膠閥門(mén)、襯氟閥門(mén)。一般情況下,應(yīng)普通單、雙座閥和套筒閥。因?yàn)榇祟?lèi)調(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)型式確定以后,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。調(diào)節(jié)閥的流量特性,是指流體流過(guò)調(diào)節(jié)閥的相對(duì)流量與調(diào)節(jié)閥的相對(duì)開(kāi)度之間的關(guān)系。易推知,相對(duì)流量與相對(duì)開(kāi)度成正相關(guān),即閥門(mén)通道越小,相對(duì)開(kāi)度越小,相對(duì)流量越??;閥門(mén)通道越大,相對(duì)開(kāi)度越大,相對(duì)流量越大。閥門(mén)通道為零時(shí),這時(shí)流量為零,即閥門(mén)關(guān)閉。由流體力學(xué)可知,通過(guò)閥門(mén)的流量與閥門(mén)前后的壓差成正相關(guān)的關(guān)系,即:
式中:Q指通過(guò)閥門(mén)的流量;ΔP是指閥門(mén)前后形成的壓差;K是指系數(shù)。
壓差往往是由閥門(mén)開(kāi)度(閥芯的位移L)所形成的流體通道決定,開(kāi)度越小,相對(duì)開(kāi)度越小,閥門(mén)前后壓差越大;開(kāi)度越大,相對(duì)開(kāi)度越大,閥門(mén)前后的壓差越小??梢哉f(shuō),通過(guò)大小不僅與閥的開(kāi)度有關(guān),而且和閥前后的壓差有關(guān)。工作中的調(diào)節(jié)閥,當(dāng)閥的開(kāi)度改變時(shí),不僅流量發(fā)生了變化,閥前后壓差也發(fā)生了變化。為了便于討論,先假定閥前后壓差一定,即先討論理想流量特性,然后再考慮調(diào)節(jié)閥在管路中的實(shí)際情況,即討論工作流量特性。
2 理想流量特性
理想流量特性是在閥前后壓差固定的情況下得到的流量特性,它決定于閥芯的形狀,因此也稱(chēng)之為結(jié)構(gòu)特性。在理想情況下,流量?jī)H隨閥門(mén)開(kāi)度變化而變化,從控制的角度看,觀察調(diào)節(jié)閥的控制指標(biāo),研究流量特性,是一種常用的方法。在常用的調(diào)節(jié)閥中,有四種典型的理想流量特性,如圖1[1]所示調(diào)節(jié)閥流量特性:線(xiàn)性流量特性---一具有理想的線(xiàn)性固有流量特性的閥門(mén)會(huì)在行程范圍內(nèi)產(chǎn)生直接與閥芯行程量成正比例的流量。例如,在50%的額定行程處,流量是50%的大流 量;在80%的額定行程處,流量是80%的大流量;等等。隨著閥芯行程的改變,流量的改變是恒定的。具有線(xiàn)性特性的閥門(mén)常常用于液位控制以及需要恒定增益的流體控制場(chǎng)合。
2.1 直線(xiàn)特性
調(diào)節(jié)閥的相對(duì)流量與相對(duì)開(kāi)度成直線(xiàn)關(guān)系,如圖1中(1)曲線(xiàn)所示。曲線(xiàn)斜率不變,即它的放大系數(shù)不變。以相對(duì)行程等于10%、50%、80%三點(diǎn)為例,當(dāng)行程變化10%時(shí),所引起相對(duì)流量變化10%,而它的相對(duì)變化值(即靈敏度)分別為99%、20%、12.5%。
可以推知,在變化相同行程情況下,閥門(mén)相對(duì)開(kāi)度較小時(shí),相對(duì)流量變化值大,靈敏度高;相對(duì)開(kāi)度較大時(shí),相對(duì)流量變化值小,靈敏度低。這往往使直線(xiàn)特性閥門(mén)控制性能變壞:在小開(kāi)度時(shí),放大系數(shù)相對(duì)來(lái)說(shuō)很大,調(diào)節(jié)過(guò)程往往產(chǎn)生振蕩;在大開(kāi)度時(shí),放大系數(shù)相對(duì)來(lái)說(shuō)不大,靈敏度低,容易使閥門(mén)動(dòng)作遲緩,調(diào)節(jié)時(shí)間延長(zhǎng)。等百分比流量特性---理想地,對(duì)于閥芯行程的相等增量,流量對(duì)于行程的改變可以表示為在改變時(shí)的流量的一個(gè)恒定的百分比。觀察到的流量對(duì)于行程的變化在閥芯接近閥座時(shí)相對(duì)較小,而當(dāng)閥芯幾乎全開(kāi)時(shí)相對(duì)較大。因此,具有固有等百分比流量特性的閥門(mén)在行程范圍的下限部分會(huì)提供的調(diào)節(jié)式控制,而隨著閥芯漸漸接近全開(kāi)位置,會(huì)快速增加流通能力。具有等百分比流量特性的閥門(mén)可用于壓力控制場(chǎng)合、大部分的壓力降正常地由系統(tǒng)本身吸收而相對(duì)小部分留給控制閥的場(chǎng)合、以及預(yù)期有高度變化的壓力降情況的場(chǎng)合。在大部分的實(shí)際系統(tǒng)里,入口壓力會(huì)隨著流量的增加而減少,一個(gè)等百分比的特性是合適的。由于這個(gè)原因,等百分比成為常見(jiàn)的閥門(mén)特性。
拋物線(xiàn)特性
流量按行程的二方成比例變化,大體具有線(xiàn)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(xiàn)特性又比線(xiàn)性特性的調(diào)節(jié)性能好,可根據(jù)使用場(chǎng)合的要求不同,挑選其中任何一種流量特性。
流量系數(shù)Kv
系數(shù)Kv,是調(diào)節(jié)閥的重要參數(shù),它反映調(diào)節(jié)閥通過(guò)流體的能力,也就是調(diào)節(jié)閥的容量。根據(jù)調(diào)節(jié)閥流量系數(shù)Kv的計(jì)算,就可以確定選擇調(diào)節(jié)閥的口徑。為了正確選擇調(diào)節(jié)閥的口徑,必須正確計(jì)算出調(diào)節(jié)閥的額定流量系數(shù)Kv值。調(diào)節(jié)閥額定流量系數(shù)Kv的定義是:在規(guī)定條件下,即閥的兩端壓差為10Pa,流體的密度為lg/cm,額定行程時(shí)流經(jīng)調(diào)節(jié)閥以m/h或t/h的流量數(shù)。
2.3 快開(kāi)特性和拋物線(xiàn)特性
快開(kāi)特性如圖1中(3)曲線(xiàn)所示,在閥門(mén)開(kāi)度小時(shí),流量變化較大,隨著開(kāi)度增大,流量很快達(dá)到大值,放大系數(shù)大,靈敏度高。在閥門(mén)開(kāi)度大時(shí),流量變化不大,放大系數(shù)較小,靈敏度也較低。在壓力不太大、調(diào)節(jié)要求不高的場(chǎng)合應(yīng)用,開(kāi)則快,關(guān)則慢,不易引起管網(wǎng)大的壓力波動(dòng)。拋物線(xiàn)特性如圖1中(4)曲線(xiàn)所示。這種閥的單位相對(duì)行程的變化所引起的相對(duì)流量與此點(diǎn)的相對(duì)流量值的平方根成正比關(guān)系。它介于曲線(xiàn)(1)(2)之間,其特性接近對(duì)數(shù)閥特性,但由于其閥芯加工復(fù)雜,較少采用。
2.2 對(duì)數(shù)特性
其單位相對(duì)行程的變化引起的相對(duì)流量的變化與此點(diǎn)相對(duì)流量成正比例,如圖1中(2)曲線(xiàn)所示。以同樣的行程L等于10%、50%、80%三點(diǎn)為例,當(dāng)行程變化10%時(shí),流量變化值分別為1.9%、7.4%、20.5%,可以說(shuō)其放大系數(shù)隨閥門(mén)的開(kāi)大而增大。因此,這種閥門(mén)在小開(kāi)度時(shí),放大系數(shù)小,工作得緩和平穩(wěn);在大開(kāi)度時(shí),放大系數(shù)大,工作得靈敏有效。同樣,各點(diǎn)靈敏度為40%處處相等(也可稱(chēng)等百分比特性),便于控制。
快開(kāi)流量特性---一具有快開(kāi)流量特性的閥門(mén)在低行程位置提供大的流量改變。流量曲線(xiàn)在前面40%的閥芯行程內(nèi)基本上都是線(xiàn)性的,后面明顯地變平,表明隨著行 程接近全開(kāi)位置流量的增加很小。有快開(kāi)流量特性的控制閥常用于開(kāi)/關(guān)場(chǎng)合。在開(kāi)/關(guān)場(chǎng)合,隨著閥門(mén)開(kāi)始打開(kāi),必須很快地建立起巨大的流量。結(jié)果是它們常常 用于釋放閥門(mén)的應(yīng)用場(chǎng)合??扉_(kāi)閥門(mén)也可以選用于許多與線(xiàn)性流量特性被使用的相同場(chǎng)合,因?yàn)榭扉_(kāi)特性在到達(dá)70%的大流量前是線(xiàn)性的。在由閥芯行程產(chǎn) 生的流通面積與閥座的流通面積相等時(shí),線(xiàn)性度急驟地減小。對(duì)于一個(gè)典型的快開(kāi)控制閥,這種現(xiàn)象發(fā)生在閥芯行程等于四分之一的閥座直徑處。
3 工作流量特性
調(diào)節(jié)閥處于工藝管路系統(tǒng)中工作時(shí),管路系統(tǒng)的阻力變化或旁路閥的開(kāi)啟程度的閥前后壓差變化,使得在同樣的閥門(mén)開(kāi)度時(shí),不再像理想流量特性那樣流量保持不變,對(duì)應(yīng)的流量將有所變化。我們把調(diào)節(jié)閥前后壓差變化的流量特性稱(chēng)為工作特性。
3.1 串聯(lián)管路時(shí)的工作流量特性
在工程中,調(diào)節(jié)閥是裝在具有阻力的管道系統(tǒng)上,見(jiàn)圖2。當(dāng)該系統(tǒng)兩端總壓差一定時(shí),調(diào)節(jié)閥上的壓差就會(huì)隨著流量的增加而減少[2]。隨著閥門(mén)開(kāi)大,閥前后壓差減少,因此,在閥相對(duì)開(kāi)度相同的情況下,此時(shí)的流量比理想流量特性下要小一些。在閥門(mén)開(kāi)度較大時(shí),調(diào)節(jié)閥前后的壓差減小,流量較大。
圖2中ΔP為管路系統(tǒng)的總壓差,ΔP1為調(diào)節(jié)閥的壓差,ΔP2為串聯(lián)管道及設(shè)備上的壓差。令S=(ΔP1m /(ΔP),式中S為閥門(mén)的權(quán)度系數(shù),ΔP1m為閥全開(kāi)時(shí)的調(diào)節(jié)閥兩端壓差。當(dāng)閥門(mén)不變,而改不同的管道阻力時(shí),其S值是不同的。隨著管道阻力的增大,S值遞減。在不同的S值下,對(duì)于理想特性為直線(xiàn)和等百分比流量特性的調(diào)節(jié)閥,工作特性如圖3[3]所示。
由圖3可知,當(dāng)S=1時(shí),即系統(tǒng)總壓力都作用在調(diào)節(jié)閥上,并保持恒定,則為理想特性。隨著S值減少,調(diào)節(jié)閥全開(kāi)的流量遞減,但在某一相對(duì)開(kāi)度下的相對(duì)流量q卻隨S值的減少而增大(q=Q/Q100,Q100表示管道有阻力時(shí),調(diào)節(jié)閥全開(kāi)時(shí)的流量)。因此,相對(duì)理想流量特性而言,工作特性發(fā)生了畸變,成為一組向上拱起的曲線(xiàn)簇。這樣,在小開(kāi)度時(shí),放大系數(shù)更大,靈敏度更高;在大開(kāi)度時(shí),放大系數(shù)更小,靈敏度更低。同時(shí),我們?nèi)舭严鄬?duì)開(kāi)度為零時(shí)的流量稱(chēng)為小流量,且此小流量與大流量Q100之比的倒數(shù)稱(chēng)之為可調(diào)比,則隨著S值的減少,由于串聯(lián)管道阻力的影響,閥的可調(diào)比變小??梢酝浦?,可調(diào)比R與閥門(mén)權(quán)度的大關(guān)系為:
式中R為理想流量特性時(shí)的可調(diào)比,叫做理想可調(diào)比;Rs為工作流量特性時(shí)的可調(diào)比,叫做實(shí)際可調(diào)比。
可調(diào)比越小,則調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)能力越低;可調(diào)比越大,則調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)能力越強(qiáng)。但實(shí)際可調(diào)比相對(duì)于理想可調(diào)比來(lái)說(shuō),不能太大,因?yàn)橐紤]系統(tǒng)的能耗,一般情況下,S采用0.3~0.5之間[4],把實(shí)際可調(diào)比控制在理想可調(diào)比的0.55~0.70之間。3.2 并聯(lián)管道時(shí)的工作流量特性
圖4為調(diào)節(jié)閥并聯(lián)的情況。調(diào)節(jié)閥兩端壓力雖為恒定,其并聯(lián)的旁路閥的開(kāi)啟程度也會(huì)影響特性。若以Q100表示調(diào)節(jié)閥全開(kāi)時(shí)的通過(guò),以Qmax表示總管大流量,以x來(lái)表示旁路的程度,則。在不同的x值下,其工作流量特性如圖5[5]所示。由圖可知,x等于1時(shí),旁路閥關(guān)閉,調(diào)節(jié)閥的工作流量特性即理想流量特性。隨著旁路閥的逐步開(kāi)啟,旁路閥的流量增加,x值不斷減小,流量特性不改變,但可調(diào)比大大下降。實(shí)際可調(diào)比與旁路程度x的關(guān)系為:
在實(shí)際應(yīng)用中,總是存在串聯(lián)管道的影響,這樣使調(diào)節(jié)閥的可調(diào)節(jié)流量變得很小,甚至調(diào)節(jié)閥幾乎不起調(diào)節(jié)作用。一般情況下,希望X值小不低于0.8[6],這樣調(diào)節(jié)閥的大流量為總流量的80%,工作特性曲線(xiàn)較接近理想特性,可調(diào)比R不至于減少太多。對(duì)于直線(xiàn)閥來(lái)說(shuō),在小開(kāi)度時(shí)又降低了靈敏度,可避免振蕩現(xiàn)象的發(fā)生。對(duì)于對(duì)數(shù)閥來(lái)說(shuō),在小開(kāi)度時(shí)放大系數(shù)小一些,整個(gè)行程的靈敏度變化趨于恒定,近似呈等百分比特性,仍然可保持較高的調(diào)節(jié)質(zhì)量。對(duì)于快開(kāi)特性閥和拋物線(xiàn)特性閥,工作特性曲線(xiàn)有相同的變化趨勢(shì),在使用時(shí)也需注意。還需指出的是,在并聯(lián)工作時(shí),有(1-x)Qmax的流量不能被調(diào)節(jié),因?yàn)檫@部分流量經(jīng)旁路閥流出。從控制的角度說(shuō),在調(diào)節(jié)閥相對(duì)開(kāi)度較小時(shí),相對(duì)流量較小,相對(duì)于理想特性來(lái)說(shuō),調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)遲鈍,調(diào)節(jié)時(shí)間延長(zhǎng),調(diào)節(jié)能力下降。
4 調(diào)節(jié)閥的穩(wěn)定性分析
調(diào)節(jié)閥在實(shí)際應(yīng)用時(shí)是作用于系統(tǒng)上的,僅僅討論調(diào)節(jié)閥本身或者簡(jiǎn)單討論閥與系統(tǒng)的關(guān)系是不夠的,應(yīng)該進(jìn)行整體分析。一般來(lái)說(shuō),系統(tǒng)整體上可分為調(diào)節(jié)系統(tǒng)和被調(diào)對(duì)象兩部分,前者包括測(cè)量傳感裝置、調(diào)節(jié)器和執(zhí)行器(執(zhí)行器又包括調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、調(diào)節(jié)閥和加熱器)三部分。以溫度為例,各個(gè)組成部分之間的信號(hào)如圖6所示。一般說(shuō)來(lái),被調(diào)量信號(hào)經(jīng)過(guò)被調(diào)量→比較器→調(diào)節(jié)器→調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)→調(diào)節(jié)閥→加熱(冷卻)設(shè)備→被調(diào)對(duì)象→被調(diào)量這一循環(huán)反復(fù)的過(guò)程,才完成控制被調(diào)對(duì)象中的被調(diào)量的任務(wù)。
從被調(diào)對(duì)象的角度看,大多數(shù)熱工對(duì)象在階躍信號(hào)作用下,響應(yīng)曲線(xiàn)符合指數(shù)衰減規(guī)律,如圖7[7]所示。在過(guò)渡過(guò)程中,被調(diào)對(duì)象的被調(diào)量相對(duì)其輸入信號(hào)來(lái)說(shuō),放大系數(shù)Kc不是個(gè)常數(shù),往往是由小向大的方向變化。而從調(diào)節(jié)系統(tǒng)看,除加熱器和調(diào)節(jié)閥外,其他組成部分的控制特性均可簡(jiǎn)化為一放大系數(shù)不變的比例環(huán)節(jié)[8]。對(duì)于熱水加熱器來(lái)說(shuō),隨著其相對(duì)流量的增加,被加熱流體進(jìn)、出溫度差減小,相對(duì)溫升減小。它的靜特性如圖8[9]所示,可見(jiàn)其放大系數(shù)是隨著相對(duì)流量的遞增而減小,不是一個(gè)常數(shù)。
這樣,把調(diào)節(jié)閥除外,對(duì)整個(gè)系統(tǒng)來(lái)說(shuō),系統(tǒng)總放大系數(shù)是隨著負(fù)荷加大而趨小,而在相對(duì)小的一段時(shí)間(過(guò)渡過(guò)程時(shí)間)內(nèi),總放大系數(shù)又是隨著時(shí)間遞增的。這對(duì)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)質(zhì)量有很大影響。
若控制回路的總放大系數(shù)在控制系統(tǒng)的整個(gè)范圍內(nèi)保持不變[10],對(duì)于系統(tǒng)的穩(wěn)定是大有裨益的。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,由于被調(diào)對(duì)象和加熱器等的非線(xiàn)性特性,控制回路的放大系數(shù)在選擇上就應(yīng)該考慮這一因素。因此,適當(dāng)選擇調(diào)節(jié)閥特性,以調(diào)節(jié)閥的放大系數(shù)來(lái)補(bǔ)償控制對(duì)象的放大系數(shù)的變化,可將系統(tǒng)的總放大系數(shù)整定不變,從而保證控制質(zhì)量在整個(gè)操作范圍內(nèi)保持一定。若被調(diào)對(duì)象和加熱器的特性為線(xiàn)性特性,調(diào)節(jié)閥可以采用直線(xiàn)工作特性,即可保證調(diào)節(jié)系統(tǒng)在操作范圍內(nèi)近似呈直線(xiàn)特性,系統(tǒng)總放大系數(shù)也是一個(gè)常數(shù)了。對(duì)于大多數(shù)的熱工對(duì)象和熱水設(shè)備,它們的放大系數(shù)是隨著其負(fù)荷加大而趨小的,我們就可選擇放大系數(shù)隨負(fù)荷加大而趨大的對(duì)數(shù)特性的調(diào)節(jié)閥,二者正好相互補(bǔ)償。這樣系統(tǒng)總放大系數(shù)也為常數(shù),有利于提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
調(diào)節(jié)對(duì)象和設(shè)備的動(dòng)態(tài)特性的非線(xiàn)性,僅靠不同口徑的直線(xiàn)和等百分比特性較難保證系統(tǒng)的總放大系數(shù)的穩(wěn)定。對(duì)于較復(fù)雜的情況,可考慮拋物線(xiàn)特性調(diào)節(jié)閥和其他高難度的調(diào)節(jié)閥,也有必要考慮合適的調(diào)節(jié)器的特性,來(lái)保證總放大系數(shù)的穩(wěn)定。從控制的角度看,穩(wěn)定性的提高,往往會(huì)引起系統(tǒng)快速性的下降,準(zhǔn)確性也會(huì)下降。我們可以選擇高性能的調(diào)節(jié)器與調(diào)節(jié)閥配合起來(lái),縮短過(guò)渡過(guò)程時(shí)間,以提高系統(tǒng)的快速性。同時(shí),盡量使操作范圍內(nèi)的控制靈敏度也保持不變:不太大,使系統(tǒng)調(diào)節(jié)不會(huì)振蕩劇烈動(dòng)作;不太小,使系統(tǒng)調(diào)節(jié)時(shí)間縮短。若再加上系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面的準(zhǔn)確性,則系統(tǒng)就會(huì)達(dá)到“靈敏準(zhǔn)確,穩(wěn)定快速"的控制水平。
5 結(jié)語(yǔ)
調(diào)節(jié)閥在小的相對(duì)開(kāi)度工作時(shí),靈敏度較高,易使系統(tǒng)動(dòng)作頻繁,影響調(diào)節(jié)質(zhì)量;在大的相對(duì)開(kāi)度工作時(shí),靈敏度低,放大系數(shù)小,系統(tǒng)也不易穩(wěn)定下來(lái)。在熱工領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用時(shí)力求:①盡量使系統(tǒng)兩端壓差恒定,使系統(tǒng)趨于理想工作特性,便于控制。②使調(diào)節(jié)閥的權(quán)度系數(shù)大些,增大可調(diào)比,改善調(diào)節(jié)能力。③使調(diào)節(jié)閥的特性與被調(diào)對(duì)象和設(shè)備的動(dòng)態(tài)特性相補(bǔ)償,使系統(tǒng)在操作范圍內(nèi)的放大系數(shù)穩(wěn)定。這樣,整個(gè)調(diào)節(jié)系統(tǒng)就可達(dá)到一定的控制水平。本文相關(guān)的論文有:中國(guó)閥門(mén)產(chǎn)值遞增
參考文獻(xiàn)
[1][5][6][7][8]趙恒俠等.熱工儀表與自動(dòng)調(diào)節(jié)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社.1995.
[2]周謨?nèi)?流體力學(xué)泵與風(fēng)機(jī)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社.1994.
[3][4][9]張子慧.熱工測(cè)量與自動(dòng)控制[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社.1996.
[10]楊叔子等.機(jī)械工程控制基礎(chǔ)[M].武漢:華中理工大學(xué)出版社.1993.