氣動調節(jié)閥的閥桿行程與調節(jié)閥的不同流量特性有一定的關系，因此在測量行程值后，可以獲得調節(jié)閥通過的流量值。該方法已在某個項目中實踐。

概述

如果安裝在流體管道上的調節(jié)閥的直徑和流量特性選擇正確，則調節(jié)閥的行程變化導致閥座與閥塞之間的節(jié)流面積變化與流量有一定的關系。

這里描述的算法是根據(jù)不同的流量特的數(shù)學算法，在調節(jié)閥行程發(fā)生變化時，手動計算流過閥門的物料量。為了進一步微處理數(shù)據(jù)，數(shù)字化處理取代人Ⅰ計算并直接在現(xiàn)場顯示瞬時值，方便用戶操作指導，提高制造商的附加值。
根據(jù)開發(fā)算法計算的流量值可能不高，因為它受到多種條件和系統(tǒng)阻力的限制S如果用戶對流量精度不要求，只作為操作指導，該算法具有實用意義。

調節(jié)閥工作的基本原理

調節(jié)閥的工作實際上是一個局部阻力變化的節(jié)流部件，安裝在流體管道上。對于不可壓縮的流體，它遵循能量守恒定律，因此指柏努利方程（Bernolli Equation)其流量方程可列出：

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如體積流量Q來代替速度V，調節(jié)閥的流量式為：

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設C=F/600)this.style.width='600px';">，則式②可改為

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式中：F：—閥座閥塞之間形成的節(jié)流面積
600)this.style.width='600px';">：阻力系數(shù)隨節(jié)流面積和不同結構的變化而變化；
P1 P2.調節(jié)閥前后壓力；
V1 V二、調節(jié)閥前后流體流量；
p：流體密度；
g：重力加速度；
c：流量系數(shù)。

它有英制單位和公制單位。英制單位Cv閥門兩端的壓差為1Psi水溫為16英寸(磅/平方英寸)°F每分鐘流過的加侖數(shù)，即gpm表示。公制單位Kv將閥門兩端的壓差定義為1kg/cm2水溫為15℃每小時流量過多，即m3/h，因此，它代表了調節(jié)閥的循環(huán)能力。

從式②可知，當600)this.style.width='600px';">流過調節(jié)閥的流量（即流量系數(shù)）主要取決于節(jié)流面積F和阻力系數(shù)600)this.style.width='600px';">。F增大時，Q也增加；相反，Q也減少。F值的變化受控于控制器的輸出信號，即輸入調節(jié)閥執(zhí)行器的信號大小，從而改變閥桿的行程。阻力系數(shù)ξ 除行程變化外，還由不同的結構形式決定。復雜的套筒或球形調節(jié)閥ξ球閥或蝶閥的阻力大于相對簡單的結構，因此不同尺寸的結構調節(jié)閥，流量系數(shù)相同Cv（或Kv）值是不同的。

不同結構和口徑的流量系數(shù)通常由制造商提供。影響調節(jié)閥選擇的因素很多，但確定流量系數(shù)值的主要因素很多。由于加工精度和設計不同，不同的結構形式和制造商的流量系數(shù)也不同，盡管口徑相同。一般來說，制造商提供的流量系數(shù)值是根據(jù)閥門在正確流向下和規(guī)定條件下獲得的基本參數(shù)。如果調節(jié)閥反向安裝，不僅流量特性會發(fā)生變化，而且流量能力也會發(fā)生變化。

用戶根據(jù)工藝條件選擇調節(jié)閥口徑計算的流量系數(shù)Cv（或Kv）比制造商提供的值更高Cv值要小一點，這樣才能留出適當?shù)挠嗔?。但余量不宜過大，否則口徑選擇過大，不僅會增加投資 ，還會使調節(jié)閥在工作時經常處于小開度，導致控制系統(tǒng)不穩(wěn)定。

行程與流量的關系

調節(jié)閥的行程變化會導致調節(jié)閥座與閥塞之間的節(jié)流面積（也稱為循環(huán)面積）發(fā)生變化，從而改變流體的流量。調節(jié)閥的相對節(jié)流面積，即相對流量與相對行程之間的關系，通常稱為流量特性。相對行程是指調節(jié)閥在一定開度下的行程田l全開時行程L比例。相對流量是指在一定開度下的流量Q占全開度時的流量Q100的比例。用數(shù)學表示:Q/Q100 = f (l/L)。

調節(jié)閥的流量特性一般具有固有（也稱為理想）的流量特性和安裝流量特性。固有的流量特性是指調節(jié)閥的開度和流量關系。它是由制造商決定的。安裝流量特性是指安裝在管道上的開度與流量之間的關系。

固有流量特性通常有直線、等百分比和快速開啟（也稱為兩位開關）。當調節(jié)閥的壓降恒定時，密度p常數(shù)，流量Q與流量系數(shù)C成正比，即：

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上表示調節(jié)閥的固有流量特性可用于相對行程l/L和相對流量Q/Q附圖顯示了100關系。

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以下是三種流量特性算法的闡述：

1)直線流量特性算法

線性流量特性是指調節(jié)閥的相對流量與相對行程的關系，即調節(jié)閥的放大系數(shù)為常數(shù)k，用數(shù)學表述為：

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邊界條件為當t=0時，Q=Qmin，當閥全開l=L時，Q=Q100.解決上述微分方程并代入邊界條件，可獲得直線特征的數(shù)學表達式為:

600)this.style.width='600px';">④

R可調比調節(jié)閥，即R=Q100/Qmin

在實例應用中，l值可以從調節(jié)閥上讀取，當然也可以從E/P讀取定位器閥位輸出信號。對于選定直徑的調節(jié)閥，其全行程值L、可調比R、C100數(shù)據(jù)可以從制造商提供的樣本數(shù)據(jù)中獲得。C100值可通過式③反推算出Q100，瞬時值Q從式方便④中求得。

2)等百分比流量特性算法

等比流量特性的含義是當調節(jié)閥的閥桿向上移動（或向下移動）時，相對流量按等比增加（或減少）。例如，可調比R當行程從20%移動到30%時，相對流量引起的變化值為40%；當行程從50%移動到60%時，相對流量引起的變化值也為40%。

等百分比流量特征的數(shù)學表達式為：

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可以得出上述微分方程并代入邊界條件的數(shù)學方法如下：

600)this.style.width='600px';">⑤

它顯示了行程比與相對流量比之間的成對數(shù)關系。從附圖中還可以看出，調節(jié)閥的放大系數(shù)隨著行程的增加而增加。當流量小時，流量的絕對值變化小，過程變化相對緩解。當流量大時，行程變化大，工作靈敏，適用于負荷變化大的場合。

等百分比流量特性調節(jié)閥也可用以下公式表示：

600)this.style.width='600px';">⑥

3)快開流量特性算法

快速打開的流量特性有時被稱為兩位開關的流量特性。當行程變化小時，流量變化很大，隨著行程的增加，流量很快達到最大值。因此，該閥適用于快速打開和關閉，以實現(xiàn)兩位控制 。其數(shù)學類型為：

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數(shù)學表達式可以解釋上述微分方程并代入連接條件：

600)this.style.width='600px';">⑦

根據(jù)理想的固有流量特性，考慮上述三種流量特性的所有數(shù)學表達式。在實際安裝條件下，調節(jié)閥的流量特性會受到系統(tǒng)阻力的壓降比S特別是值的影響S當值較小時，即調節(jié)閥的壓降對系統(tǒng)的總壓降比較小，流量特性變化越來越嚴重。因此，希望該算法S值不應太小，也就是說，調節(jié)閥的壓降占整個系統(tǒng)的大壓降。

實例中應用算法

這項任務來自一個偶然的機會。一家化工廠有一個吸收塔，在壓力下運行。未被吸收的廢氣通過塔頂排放到大氣中。塔壓由塔頂排氣管上的調節(jié)閥控制。由于排氣廢氣通常含有成品氣體，因此損失較大。工藝項目希望了解塔的材料平衡，以決定下一個計劃。他有排氣氣體的測試和分析數(shù)據(jù)，并想了解排氣氣體的流量，但現(xiàn)場空間有限，流量計無法安裝，也沒有投資預算。他渴望找到一種有效的方法。聯(lián)系我后，我了解到調節(jié)閥是從國外引進的，計算數(shù)據(jù)和樣本相對完整。從而找到閥的整個行程值為1bmm，直線特性，可調比R為50，Cv值為39.2.閥門結構為套筒式，直徑為1.5英寸。從這些數(shù)據(jù)中，我們可以很快了解到它的相對行程比t/L=0.625.根據(jù)上述直線特性算法，方便獲得瞬時值，滿足工藝工程師的需求。可以大大提高閥門的調節(jié)精度。