张3 控制仪表及装置第三章.ppt

输入信号 气体压力：0.02~0.1MPa 输出 连杆位移 — 行程，规格有： 10，16，25，40，60，100mm 特性 气开气关的选择考虑原则是： 信号压力中断时，应保证设备和操作人员的发全，如阀门处于打开位置时危害性小，则应选用气关式；反之，则用气开式。 调节阀选择举例 在冷却器控制系统中，由离心泵供应冷却水，其出口压力＝380kPa，冷却水最大流量为18m3/h，正常流量为10m3/h，最大流量时调节阀上的压降为136kPa。试为该系统选择一个调节阀。 选择调节阀的结构形式，根据水的性质以及工艺条件，选用直通单座调节阀，其作用方式为气关式。 选择调节阀的流量特性 由于S＝136/380＝0.35，因此调节阀的理想流量特性选择为等百分比特性。 选择调节阀的口径 确定计算流量： , 取为正常流量的1/3,即3.3。 确定计算压差： 136kPa 计算流量系数 选取流量系数 验算调节阀开度 验算调节阀实际可调比 适当地选择调节阀的特性，以阀的放大系数的变化来补偿控制对象放大系数的变化，使控制系统总的放大系数保持不变或近似不变 配管情况 阀的工作特性 阀的理想特性 S = 0.6 ~ 1 S = 0.3 ~ 0.6 直线 直线 抛物线 抛物线 等百分比 等百分比 直线 抛物线 等百分比 等百分比 直线 等百分比 从工艺配管情况 选择相应的控制阀，见下表。 从负荷变化情况考虑 在负荷变化小时可用直线特性阀，负荷变化幅度大的场合使用等百分比特性阀。 （三）控制阀口径的选择 1.确定计算流量 根据生产能力、设备负荷等来确定 Qmax和Qmin 。 2.确定计算差压 按选定的S值来确定计算差压。 3.计算流量系数 按计算流量和计算差压求取KVmax 。 4.选择流量系数 在所选产品型号的标准系列中选取 大于KVmax且与其最接近的那一挡KV值。 5.验算控制阀开度和可调比 6.确定控制阀口径 根据KV值决定控制阀的公称直径 和阀座直径。 首先必须要合理确定调节阀流量和压差的数据。 通常把代入计算公式中的流量和压差分别称为计算流量和计算压差。 而在根据计算所得到的流量系数选择调节阀口径之后，还应对所选调节阀开度和可调节比进行验算，以保证所选调节阀的口径能满足控制要求。 ——依据流量系数 最大计算流量是指通过调节阀的最大流量，其值应根据工艺设备的生产能力、对象负荷的变化、操作条件变化以及系统的控制质量等因素综合考虑，合理确定。 避免两种倾向：过多考虑余量 只考虑眼前生产 选择调节阀口径的步骤 （1）确定计算流量 计算压差是指最大流量时调节阀上的压差，即调节阀全开时的压差 （2）确定计算压差 确定计算压差时必须兼顾调节性能和动力消耗两方面，即应合理选定S值。 2) 在最大流量的条件下，分别计算系统内调节阀之外的各项局部阻力所引起的压力损失，再求出它们的总和△PF 。 3) 选取S值 S值一般希望不小于0.3，常选 4) 求取调节阀计算压差△PV 计算压差确定步骤如下： 1) 选择调节阀前后最近的压力基本稳定的两个设备作为系统的计算范围。 根据已求得的Kmax，在所选用的产品 型式的标准系列中，选取大于Kmax并与其最接近的那一挡Kv 值 选择合适的计算公式，根据已决定的计算流量和计算压差，求得最大流量时的流量系数Kmax 要求： （3）计算流量系数Kmax （4）选取流量系数KV 最大计算流量时的开度不大于90% 最小计算流量时的开度不小于10% 直线特性调节阀 等百分比特性的调节阀 （5）验算调节阀开度 （6）验算调节阀实际可调比 须满足 根据值决定调节阀的公称直径Dg和阀座直径dg （7）确定调节阀口径 Qmax Qmin 结构 结构见右图。 当信号压力通过上膜盖1和波纹膜片2组成的气室时，在膜片上产生推力,使推杆5下移并压缩弹簧 6。当弹簧力与膜片推力相平衡时，推杆稳定在相应的位置上。 膜片的有效面积有： 200、280、400、630、1000、1600cm2等。 静态特性 在平衡状态时，气动薄膜式执行机构的力平衡方程式可表示如下： 式中： P1 Cs Ae l = l—推杆位移； Ae — 膜片有效面积； P1 — 输入压力； Cs — 弹簧刚度。 输入输出特性见右图。存在非线性偏差和正反行程偏差。 动态特性 在动态情况下，输入信号管线存在阻力，管线和薄膜气室近似作为气