【文章內(nèi)容簡介】 度變化成比例，即單位行程變化所引起的流量變化是常數(shù)，用數(shù)學(xué)式表示為 式中 K—— 常數(shù)，即調(diào)節(jié)閥的放大倍數(shù)。 (1)將上式積分可得： （ 2）式中 C為積分常數(shù)。把邊界條件 l＝ 0時 ,q＝ qmin； l＝ lmax， q＝ qmax，代人上式得 ，式中 R為調(diào)節(jié)閥所能控制的最大流量 qmax與最小流量 qmin的比值，稱為 調(diào)節(jié)閥的可調(diào)范圍 。 q min并不等于調(diào)節(jié)閥全關(guān)時的泄漏量，一般它是 q max的 2— 4％，而閥泄漏量僅為最大流量的 (0． 1— 0． 01)％。 直通單座、直通雙座、角形閥的理想可調(diào)范圍 R為 30。 將 C和 K代人式 (2)，可得 （ 3）此式表明 q／ q max與 l／ L之間成直線關(guān)系，如圖 12— 6中所示曲線 1。 由圖 12— 6曲線可以看出線性流量特性調(diào)節(jié)閥的單位行程變化所引起相對流量變化是相等的。 如以全行程的 10％、 50％、 80％三點(diǎn)來看，當(dāng)行程都變化 10％時，相對流量的變化均為 10％總是相等的； 所引起的相對流量變化的相對值分別為 可見，線性流量特性調(diào)節(jié)閥在行程變化相同的條件下所引起的相對流量變化也相同，但相對流量變化的相對值不同，即流量小時，相對流量變化的相對值大，而流量大時，相對流量變化的相對值小。也就是說，閥在小開度時控制作用太強(qiáng)，不易控制，易使系統(tǒng)產(chǎn)生振蕩；而在大開度時，控制作用太弱，不夠靈敏，控制不及時。 （ 2）．等百分比（對數(shù)）流量特性 等百分比流量特性指單位相對行程變化所引起的相對流量變化與此點(diǎn)的相對流量成正比關(guān)系，即調(diào)節(jié)閥的放大系數(shù)隨相對流量的增加而增大。用數(shù)學(xué)式表示為 （ 4） 當(dāng) K＝ 1時， d(q／ q max)／ d(l／ L)變化的百分?jǐn)?shù)與 q／ q max即該點(diǎn)相對流量變化百分?jǐn)?shù)相等，故稱為等百分比流量特性。 將 (4)式積分得： (5) 把邊界條件 l＝ 0時 ,q＝ q min； l＝ l max， q＝ q max，代人上式得 經(jīng)整理得 (6) 相對開度與相對流量成對數(shù)關(guān)系，故又稱之為對數(shù)流量特性，如圖 12— 6曲線 2所示。等百分比流量特性的調(diào)節(jié)閥在行程的 10％、50％、 80％時，行程變化 10％所引起流量變化分別為 1． 91％、 7． 3％和 20． 4％。它在行程小時，流量變化??；在行程大時，流量變化大，流量相對值變化分別為 由此可見，行程變化相同所引起的相對流量變化率總是相等，因此，對數(shù)特性又稱為等百分比特性。 等百分比閥的放大系數(shù)是隨行程的增大而遞增，即在開度小時，相對流量變化小，工作緩和平穩(wěn)，易于控制；而開度大時，相對流量變化大，工作靈敏度高，這樣有利于控制系統(tǒng)的工作穩(wěn)定。 （ 3）．拋物線流量特性 拋物線流量特性的調(diào)節(jié)閥的相對流量與相對開度的二次方成比例關(guān)系，即 對上式積分并代人邊界條件后得 在直角坐標(biāo)上，拋物線流量特性是一條拋物線，它介于直線及等百分比曲線之間。如圖 12— 6曲線 3所示。 （ 4）．快開特性 調(diào)節(jié)閥在開度較小時就有較大流量，隨開度的增大，流量很快就達(dá)到最大，故稱為快開特性，如圖 12— 6曲線 4所示。 快開特性的閥芯形式是平板形的，適用于迅速啟閉的切斷閥或雙位控制系統(tǒng)。 2．工作流量特性 在實(shí)際使用時，調(diào)節(jié)閥安裝在具有阻力的管道系統(tǒng)上，調(diào)節(jié)閥前后的壓差值不能保持恒定，因此雖然在同一相對開度下，通過調(diào)節(jié)閥的流量將與理想特性時所對應(yīng)的流量不同。 所謂調(diào)節(jié)閥的工作流量特性是指調(diào)節(jié)閥在前后壓差隨負(fù)荷變化的工作條件下，它的相對流量與相對開度之間的關(guān)系。 （ 1）串聯(lián)管道時調(diào)節(jié)閥的工作流量特性 直通調(diào)節(jié)閥與管道和設(shè)備串聯(lián)的系統(tǒng)及其壓差變化情況如圖所示。 調(diào)節(jié)閥安裝在串聯(lián)管道系統(tǒng)中，串聯(lián)管道系統(tǒng)的阻力與通過管道的介質(zhì)流量成平方關(guān)系。當(dāng)系統(tǒng)總壓差為一定時，調(diào)節(jié)閥一旦動作，隨著流量的增大，串聯(lián)設(shè)備和管道的阻力亦增大，這就使調(diào)節(jié)閥上壓差減小，結(jié)果引起流量特性的改變，理想流量特性就變?yōu)楣ぷ髁髁刻匦?。假設(shè)在無其他串聯(lián)設(shè)備阻力的條件下，閥全開時的流量為 q max，在有串聯(lián)設(shè)備阻力的條件下，閥全開的流量為 q100，兩者關(guān)系可用下式表示：式中 S為閥全開時，閥上的壓差與系統(tǒng)總壓差之比值，稱 S為閥門能力，即式中 Δ P1—— 調(diào)節(jié)閥全開時閥上的壓力降； Δ P—— 包括調(diào)節(jié)閥在內(nèi)的全部管路系統(tǒng)總的壓力降。 顯然，隨著串聯(lián)阻力的增大， S值減小，則 q100會減小，這時閥的實(shí)際流量特性偏離理想流量特性也就愈嚴(yán)重。以 q100作參比值，不同 S值下的工作流量特性如下圖所示。 由上圖可以看出，當(dāng) S=1時，理想流量特性與工作流量特性一致；隨著 S的值降低，q100逐漸減小，所以實(shí)際可調(diào)范圍 R(R＝ q max／ q min)是調(diào)節(jié)閥所能控制的最大與最小畸變，也會逐漸減??；隨著 S值的減小，特性曲線發(fā)生畸變，直線特性閥趨于快開特性，而等百分比特性閥趨于直線特性閥，這就使得調(diào)節(jié)閥在小開度時控制不穩(wěn)定，大開度時控制遲緩，會嚴(yán)重影響控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)質(zhì)量。因此，在實(shí)際使用時，對 S值要加以限制，一般希望 不低于 0． 3～ 0． 5。 （ 2）．并聯(lián)管道時調(diào)節(jié)閥的工作流量特性 調(diào)節(jié)閥一般都裝有旁路，以便于手動操作和維護(hù)，當(dāng)負(fù)荷提高或調(diào)節(jié)閥選小了時，可以打開一些旁路閥，此時調(diào)節(jié)閥的理想特性就改變?yōu)楣ぷ魈匦浴? 若以 X代表管道并聯(lián)時調(diào)節(jié)閥全開流量與總管最大流量 q max之比，可以得到在壓差為一定，而 X值不同時的工作流量持性，如下圖所示。 當(dāng) X=1即旁路閥關(guān)閉時，工作特性同理想特性一致。隨著 X的減小，系統(tǒng)的可調(diào)比大大下降。同時，在生產(chǎn)實(shí)際中總有串聯(lián)管道阻力的影響，調(diào)節(jié)閥上壓差還會隨流量的增加而降低，使可調(diào)比更為下降。一般認(rèn)為旁路流量最多只能是總流量的百分之十幾，即 X值不能低于 。 二．三通調(diào)節(jié)閥流量特性 （一）、理想流量特性 三通調(diào)節(jié)閥的理想特性及數(shù)學(xué)式符合前述直通調(diào)節(jié)閥理想特性的一般規(guī)律。直線流量特性的三通調(diào)節(jié)閥在任何開度時，流過上、下兩閥芯流量之和不變，即總流量不變，因而是一條平行于橫軸的直線，如圖12—10 中的曲線 (1)所示。圖中 (1’)和（ 1”）是分支流量特性。等百分比特性調(diào)節(jié)閥總流量是變化的，如圖 12一 10所示曲線 (2)。曲線 (2)在開度為 50％處的總流量最小，向兩邊逐漸增大至最大。當(dāng)可調(diào)范圍相同時，直線特性的三通調(diào)節(jié)閥比等百分比特性的三通調(diào)節(jié)閥總流量大，也比拋物線特性的三通調(diào)節(jié)閥的總流量大。 圖中曲線 (3)拋物線特性的總流量比等百分比特性的三通調(diào)節(jié)閥總流量要大。直線特性三通閥在相對開度為 50％時，通過上、下閥芯的流量相等。（二）、工作流量特性 三通調(diào)節(jié)閥當(dāng)每一支路存在阻力降 (如管道、閥門、設(shè)備 )時，其工作流量特性與直通調(diào)節(jié)閥串聯(lián)管道時一樣。一般希望三通調(diào)節(jié)閥在工作過程中流過三通閥的總流量不變，因此三通調(diào)節(jié)閥僅起調(diào)節(jié)流量分配的作用。在實(shí)際使用中，三通閥上的壓降比管路系統(tǒng)總壓降要小，所以總流量基本上取決于管路系統(tǒng)的阻力，而三通閥開度對流量的變化影響很小，因而在一般情況下，可以認(rèn)為三通閥的總流量基本不變。 當(dāng)三通調(diào)節(jié)閥每一分路 S值都等于 1時，也就是每一分路的系統(tǒng)壓降小到可以忽略時，可采用直線流量特性的調(diào)節(jié)閥，如圖 12—11 所示；當(dāng)每一分路的 S值都等于 ，也就是每一分路管道阻力降與閥上壓降基本相同時，可采用拋物線特性的三通調(diào)節(jié)閥，如圖 12—12 所示。三．調(diào)節(jié)風(fēng)門及其特性 調(diào)節(jié)風(fēng)門即風(fēng)閥，也是常用的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，它和電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成電動調(diào)節(jié)風(fēng)門，和氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成氣動調(diào)節(jié)風(fēng)門用來自動控制空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的風(fēng)量。 （一）、調(diào)節(jié)風(fēng)門的種類 在空調(diào)工程中，常用的調(diào)節(jié)風(fēng)門有單葉風(fēng)門和多葉風(fēng)門。 單葉風(fēng)門可分為蝶式風(fēng)門和菱形風(fēng)門，如圖 12一 13所示。圖中 (a)為蝶式風(fēng)門，用于圓形截面的風(fēng)道中。它的結(jié)構(gòu)比較簡單，特別適用于低壓差大流量、介質(zhì)為氣體的場合。圖中 (b)為菱形風(fēng)門，應(yīng)用在變風(fēng)量系統(tǒng)中作為末端裝置，具有工作可靠、調(diào)節(jié)方便和噪聲小等優(yōu)點(diǎn)，但結(jié)構(gòu)上較復(fù)雜。 多葉風(fēng)門又分為平行葉片風(fēng)門、對開葉片風(fēng)門、復(fù)式風(fēng)門和菱式風(fēng)門等，如圖 12— 14所示。平行葉片風(fēng)門是靠改變?nèi)~片的轉(zhuǎn)角來調(diào)節(jié)風(fēng)量的，各葉片的動作方向相同。對開葉片風(fēng)門也是靠改變?nèi)~片的轉(zhuǎn)角來調(diào)節(jié)風(fēng)量的，但其相鄰兩葉片按相反方向動作。復(fù)式風(fēng)門用來控制加熱風(fēng)與旁通風(fēng)的比例，閥的加熱部分與旁通部分葉片的動作方相反。多葉菱形風(fēng)門是一種較新型的風(fēng)門，它利用改變菱形葉片的張角來改變風(fēng)量 (工作中菱形葉片的軸線始終處在水平位置上 )。 （二）、調(diào)節(jié)風(fēng)門的流量特性 調(diào)節(jié)風(fēng)門的流量特性是指空氣流過調(diào)節(jié)風(fēng)門的相對流量與風(fēng)門轉(zhuǎn)角的關(guān)系。 象調(diào)節(jié)閥一樣，風(fēng)門的工作流量特性與壓降比 S值有關(guān)。圖 12— 15和 12— 1