主要内容.ppt

主要内容 执行器： 电动执行器 气动执行器 调节阀及其流量特性 调节阀的空化及其避免 阀门定位器 执行器 作用：控制流入或流出被控过程的物料或能量，从而实现对过程参数的自动控制。 执行器组成： 执行机构（驱动） 调节机构（阀芯） 接受调节器输出的控制信号，转换成直线位移或角位移，来改变调节阀的流通截面积。 执行器 安装在生产现场，直接与介质接触； 通常在高温、高压、高粘度、强腐蚀、易结晶、易燃易爆、剧毒等场合下工作； 直接影响过程控制系统的控制质量。 执行器分类 分为三大类： 以压缩空气为能源的气动执行器（即气动调节阀），气动执行器的输入信号为20～100kPa； 以电为能源的电动执行器（即电动调节阀），电动执行器的输入信号为4～20mA DC； 以高压液体为能源的液动执行器（即液动调节阀）。 电动执行器 执行机构包括：永磁低速同步电动机、位置发送器和减速器等。 气动执行器 执行机构由膜片、推杆和平衡弹簧等部分组成； 接受调节器或电-气阀门定位器输出的气压信号，经膜片转换成推力，使推杆（阀杆）产生位移，同时带动阀心动作； 气动执行器的执行机构可看成一阶惯性环节（而电动执行器可看成比例环节）。 调节阀 局部阻力可变的节流元件； 通过改变阀芯的行程可以改变调节阀的阻力系数，达到控制流量的目的。 调节阀的主要结构形式 调节阀的流量特性 指介质流过阀门的相对流量与相对开度之间的关系 qv/qvmax——相对流量，即调节阀某一开度流量与全开流量之比； l/L——相对开度，即调节阀某一开度行程与全行程之比。 理想流量特性 调节阀前后压差不变时，得到的流量特性； 流量特性完全取决于阀芯的形状； 理想流量特性有： 直线 对数 抛物线 快开 直线流量特性 调节阀的相对流量与阀心的相对开度成直线关系，即调节阀相对开度变化所引起的相对流量变化是常数。 R为调节阀的可调范围，R=qvmax/qvmin 直线流量特性特点 阀心相对开度变化所引起的流量变化是相等的 流量相对变化量（流量变化量与原有流量之比）是不同的： 在小开度时，流量相对变化量大； 在大开度时，其流量相对变化最小。 直线流量特性调节阀在小开度时，控制作用强，易引起振荡；在大开度时，控制作用弱，控制缓慢。 对数（等百分比）流量特性 其数学表达式 行程变化相同的百分数，流量在原来基础上变化的相对百分数是相等的，即具有等百分比流量特性。 对数（等百分比）流量特性特点： 调节阀在小开度时，控制缓和平稳 调节阀在大开度时，控制及时有效。 抛物线流量特性 相对流量与阀杆的相对开度成抛物线关系，即相对流量与相对开度成平方关系。 它介于直线与对数流量特性之间，通常可用对数流量性来代替。 快开流量特性 在小开度时流量就比较大，随着开度的增大流量很快就达到最大 主要适用于位式控制。 工作流量特性 实际应用时，调节阀两端的压差是变化的，此时调节阀的相对流量与相对开度之间的关系称为工作流量特性。 为衡量调节阀实际工作流量特性相对于理想流量特性的变化程度，用阻力比系数S来表示： 调节阀S值 串联管道，流量特性发生两个变化 一是调节阀全开时流量减小，即调节阀可调范围变小； 另一个是流量特性曲线向上拱，理想直线特性变成快开特性。S值越小，畸变越严重。 并联工作时，根据现场使用经验，旁路流量只能为总流量的百分之十几，S值不能低于0.8。 调节阀的空化及其避免 闪蒸： 流体流经节流件（阀芯）时，在节流件后某处静压下降到最低，当静压力下降到甚至低于该液体所在工况下的饱和蒸汽压时，部分液体就会汽化成气体，形成汽液混合的两相流体。 空化： 闪蒸发生后，随着流体的流动，其静压力又要上升。当静压力回升到该液体所在工况下的饱和蒸汽压以上时，闪蒸形成的气泡会破裂重新转化为液体，这种气泡形成和破裂的过程称为空化。 调节阀的空化及其避免 空化的破坏作用： 材质的损坏； 振动； 噪声。 避免空化和汽蚀的方法 主要从压差的选择、材料、结构上考虑。 最根本的方法是使调节阀前后压差不大于最大允许压差： 可采用多级阀芯的高压调节阀； 用两个以上的调节阀相串联。 选择调节阀的气开、气关形式 所谓气开式，即当信号压力增加时，阀门开大；气关式则相反，即信号压力增加时，阀门关小。 考虑事故状态时人身、工艺设备的安全； 考虑在事故状态下减少经济损失，保证产品质量。 阀门定位器 气动执行器的主要附件。 利用负反馈原理来改善调节阀的定位精度和灵敏度。 实现准确定位； 改善调节阀的动态特性； 改变调节阀的流量特性； 实现分程控制。 例题 已知阀的最大流量Qmax=100m3/h，可调范围R=30。试分别计算在理想情况下阀的相对行程为=0.1、0.2、0.8、0.9时的流量值Q，并比较