[推荐]电动/气动控制阀设备装置 水系统控制阀选型须知

电动/气动控制阀设备装置 水系统控制阀选型须知

    为了对水系统的阀门选型，必须知道以下信息:
  口通过阀门的体积流量
  口通过阀门的压差
    可以使用同流量、压降和阀门流量系数相关的曲线图来对一定压差下的控制阀进行选型。自力式压差控制阀选型|自力式流量控制阀设备价格|进口控制阀型号

    或者，可以用公式计算流量系数。一旦确定流量系数以后，可以从供货商的技术数据表中选择正确的控制阀口径。
    流量系数的计算公式最开始的单位是英制的，测量的是在1磅/平方英寸的压差下每分钟通过的流量的加仑数。有两种版本的英制流量系数单位，英版的和美版的。尽管两种版本采用的符号都是“C}"，但是它们两个是不相同的，因此使用时注意区分。英版的使用的是英制的加仑，美版的使用的是美制的加仑，美制的1加仑等于0.833的英制加仑。两种的表示符号都是C}。
    公制的流量系数得到的是在1千克力/平方米((kgf/m2)的压差下每小时通过的流量的立方米数(m3/h)。这个定义是在现有的欧洲标准之前，利用工程单位(bar)得到的。但是工程单位直到1987年才L}(IEC534-1(现在的EN 60534 -1)的形式存在。现在相关的标准定义是在1 bar的压差下通过的m3/h流量数。这两种公制版本仍然采用符号K，尽管之间的差异比较小，但是使用的时候仍需将其区分开。有些制造商没有对压差单位进行量化就错误地引用了控制阀的流量系数K转化值。
    表6.3.1上述不同形式的流量系数之间的转化:
                                    表6.3.1流量系数在K}和C}之间转换因子
转换因子
K} (bar)
K} (kgf)
C (UK)
C} (US)
K} (bar)
  1.00
  0.99
  1.04
  0.87
K} (kgf)
  1.01
  1.00
  1.05
  0.88
C (UK)
  0.96
  0.97
  1.00
  0.83
C} (US)
  1 .16
  1 .17
  1.20
  1.00
例如，K} (bar)乘上1.16就得到C} (US)o
在这些章节中提到的K如果没有特殊注明都是指以bar为压差单位，m3/h为流量单位的K}o
对于常用的液体系统，K的计算公式如公式6.3.10
、一V  _GOP
公式6.3.1
式中
K}
G
4户
=在Ib(m3/h bar)的压降下流过的流体量;
=流量(m3/h);
=液体的相对密度/比重(无量纲)注:相对密度是指液体的质量同相同体积4℃的水质量的比值;
=通过阀门的压力降(bar)o
有时，需要使用阀门的流量系数和压降来确定体积流量。
对等式6.3.1进行变换可以得到:V=
对水而言，G=1，因此对水系统的计算
成公式6.3.1。
V一K}五亚
公式6.3.2
例6.3.1
    10mm3/h的水被抽到管道中，阀门的K、为16，用公式6.3.2确定阀门的压降。
同样地，本例也可以使用图6.3.1所示的曲线。(注:图6.3.3所示的曲线更完整一点
1.在曲线的左边找到流量1 Om3/h
向右划一条水平线直到同K}=16相交(估算)
向下划垂直线，从x轴上读出压降(大约为40 kPa或0.4 bar )
门乙q曰
注意:在对液体系统进行阀门选型前，需要注意系统的特性及其组成设备，如水泵。
水泵
    与蒸汽不同的是，液体需要泵使其流动。通常使用离心泵，其性能曲线类似于图6.3.2。可以注意到，当流量增加时，水泵的出口压力会下降。
泵的排放
    压力
                                      
循环系统特性
    很重要的一点是，不仅要考虑水控制阀的口径，还要考虑整个水循环系统;这样会影响阀门的形式和口径，以及在回路中的位置。

实际性能
    从泵和系统特性可以看到，当流量和摩擦增加时，压力等于回路的磨损，流量不再增加。
    如果泵的曲线和系统的特性曲线画在同一曲线上，
际性能。
水泵提供的压力减小。最终会达到的状态是水泵的
如图6.3.5所示，它们的交点就是泵/回路的综合实际性能
三通阀
    三通阀可以看成是一个定流量阀，因为它不论是用于混合还是分流系统，通过阀门的总流量是恒定的。在使用这些阀门的应用中，水路会被自然分成两个独立的回路，定流量和变流量。

    图6.3.6所示的简单系统中描述的是一个混合阀，维持负载回路中的水量为恒定值。在一个加热系统泵舒中，负载回路指包含散热器的回路，如楼宇中的散热片。
  散热片热量取决于负载回路中的水温，同样也取决于来自锅炉流经混合阀的热水的量，以及经过平衡管回到混合阀的水量多少。
    在平衡管上需要安装平衡阀，用来设定在管网流量变化时维持相同的流体阻力，如图6.3.6和6.3.7所示。这样在阀门位置改变时维持平稳的调节。
    实际上，混合阀有时设计成不能完全关闭口A;这样能保证在任何时候在水泵的作用下维持最小流量的流体进锅炉。
    同样，锅炉可以使用一次侧回路，允许恒定的水量经过锅炉，防止锅炉出现过热。
    图6.3.7中所示的简单系统是一个分流阀，用来维持经过定流量回路中恒定的水量。在这个系统中，负载回路接收到的是由阀位决定的变流量系统。
    负载回路中的温度是恒定的，不管阀门位于什么位置，来自锅炉的水量是一定的。散热器的热量取决于通过负载回路的水量，同样也取决于分流阀的开度。
当为某个应用选择二通阀时:
  口如果系统中的二通阀选型过小，水泵需要消耗大量的功耗，仅仅为提供足够的水量通过控制阀。
    假设足够的水量流过阀门，即使阀门位置很小的改变会引起流量的改变，因此控制会很精确。也就是说阀门的整个行程都可用于控制。
  口如果系统中的二通阀选型过大，阀门在全开位置时的压降很小，水泵的能耗减小。
    但是，从全开到全关位置的初始阀门行程对制程流量的影响很小。当达到控制点位置时大的流通面积意味着阀门行程的很小改变会引起很大的流量的改变。这样会导致奇怪的控制，稳定性和精度很差。
    需要一个折中的办法来平衡小阀门所提供的良好的控制和大阀门所减小的能源浪费。阀门的选择会影响到水泵的选型、设备成本和运行费用。综合考虑这些参数是一个很好的方法，因为它们关系到系统的整个生命周期的全部成本。
    这些平衡可以通过计算相对于所安装系统的“阀权度”来实现。

阀权度
    阀权度可以由公式6.3.4来确定。
三通控制阀和阀权度
    三通控制阀用于混合或分流应用中，在前面的章节中已经讲述过。当为一个分流应用选择阀门时:
口一个选型过小的三通阀会增加水泵的运行成本，阀门的一点小小的运动都会对流经排放管的流量产生影响。
口一个选型过大的三通阀会减小水泵的运行成本，但是阀门在初始行程和全行程的运动对液体输送系统的影响很小。这样的结果会导致在负载变化大时控制不精确。一个不必要的选型过大的阀门会比正常选型的阀门要贵。
    同样的逻辑可以用到混合应用中。
    同样，阀权度可以为两种极端情况提供一个折衷的方案。对三通阀，阀权度通常使用与变流量回路相关的P。
大致方法:
  口如果水的流速在推荐范围内(一般范围在DN25口径1 m/s至DN150口径2m/s )，三通阀的口径可以按
    照管道尺寸进行选型。
  口通常选择三通阀是按照10 kPa作为压降。
  口阀权度(N)介于0.2和0.5之间，越接近0.5越好。
汽蚀和闪蒸
    在水系统中，同水流过二通阀相关的其它症状就是“汽蚀”和“闪蒸”。
液体系统的汽蚀
    在液体控制系统中，如果压力下降，流速增加至足以引起阀座后的压力降到液体的蒸发压力以下，就
会形成气泡。在下游压力恢复时，引起汽泡快速被挤破。汽泡在破裂时产生很高的压力，如果在金属表面
附近，会对阀内件、阀体或下游管道造成损坏。这种破坏会产生粗糙的、多孔的或者海绵状的外表，很容
易辨认。另一个值得一提的影响是噪声、振荡，以及由于反复对氧化层的冲刷而加速腐蚀。
    控制阀发生汽蚀的可能性有:
  口压差较大的应用中，阀座处极高的流速引起压力的下降。
  口下游压力同液体的蒸发压力比较接近。也就是说汽蚀比较容易发生在热流体和/或低的下游压力情况
      下。
    由于流体能量的增加，大口径的阀门的汽蚀的破坏作用更加严重。