1、调节阀口径计算原理 在不同的自控系统中，流量、介质、压力、温度等参数千差万别，而调节阀的
流量系数又是在100KPa压差下,介质为常温水时测试的，怎样结合实际工作情况决定阀的口径呢？显然，不能以实际流量与阀流量系数比较(因为压差、介质等条件不同),而必须进行KV值计算。把各种实际参数代入相应的KV值计算公式中，算出Kv值,即把在不同的工作条件下所需要的流量转化为该条件下所需要的KV值,于是根据计算出的Kv值与阀具有的Kv值比较,从而决定阀的口径,最后还应进行有关验算,进一步验证所选阀是否能满足工作要求。
2、调节阀口径计算步骤
从工艺提供有关参数数据到最后口径确定，一般需要以下几个步骤：
（1）计算流量的确定。根据现有的生产能力、设备负荷及介质的状况，决定计算的最大工作流量Qmax和最小工作流量Qmin。
（2）计算压差的决定。根据系统特点选定S值，然后决定计算压差。
（3）Kv值计算。根据已决定的计算流量、计算压差及其它有关参数，求出最大工作流量时的Kvmax。
（4）初步决定调节阀口径，根据已计算的Kvmax，在所选用的产品型式系列中，选取大于Kv-max并与其接近的一档Kv值，得出口径。
（5）开度验算。
（6）实际可调比验算。一般要求实际可调比应大于10。
（7）压差校核（仅从开度、可调比上验算还不行，这样可能造成阀关不死，启不动，故我们增加此项）。
（8）上述验算合格，所选阀口径合格。若不合格，需重定口径（及Kv值），或另选其它阀，再验算至合格。
3、口径计算步骤中有关问题说明
1）最大工作流量的决定
为使调节阀满足调节的需要,计算时应考虑工艺生产能力、对象负荷变化、预期扩大生产等因素,但必须防止过多地考虑余量,使阀口径选大;否则,不仅会造成经济损失、系统能耗大,而且阀处小开度工作,使可调比减小,调节性能变坏,严重时还会引起振荡,使阀的寿命缩短,特别是
高压调节阀,更要注意这一点。现实中,绝大部分口径选大都是此因素造成的。
2）计算压差的决定——口径计算的最关键因素 压差的确定是调节阀计算中的关键。在阀工作特性讨论中知道:S值越大,越接近理想特性,调节性能越好；S值越小,畸变越厉害,因而可调比减小,调节性能变坏。但从装置的经济性考虑时,S小,调节阀上压降变小,系统压降相应变小,这样可选较小行程的泵,即从经济性和节约能耗上考虑
S值越小越好.综合的结果,一般取S＝0.1～0.3（不是原来的0.3～0.6）.对高压系统应取小值,可小至S＝0.05.最近,为减小调节阀上的能耗,我们还提出了采用低S值的设计方法(S＝0.05～0.1),即选用低S节能调节阀。
压差计算公式，由S定义S＝△P／（△P＋△P管）得：
再考虑设备压力的波动影响，加（5％～10％）P作为余地，故
| +(0.05～0.1)P |
（13） |
式中，△P为调节阀全开时的阀上压降；△P管为调节阀全开时，除调节阀外的系统损失总和，即管道、弯头、节流装置、手动调节阀、热交换器等损失之和。 若一个实际投运了的系统，如引进装置，对方提供了已知的最大、最小流量及相应压差，
阀门的标准KV值，即可由下公式求S值：
3）开度验算 由于决定阀口径时Kv值的圆整和S值对全开时最大流量的影响等因素，所以还应进行开度验算，以验证阀实际工作开度是否在正确的开度上。在过去的有关资料中，在开度验算公式和工作开度允许值方面存在一些问题。针对存在的问题，特推导出相应的验算公式和工作开度允许值，其内容见下表。其中开度验算公式应采用以理想
流量特性解出的公式，该公式简单，但其Kvi应是对应工作条件计算出的流量系数。
4）可调比验算
调节阀的理想可调比R＝30，但在实际运行中，受工作特性的影响，S值越小，最大流量相应减小。同时工作开度也不是从0至全开，而是在10％～90％左右的开度范围内工作，使实际可调比进一步下降，一般能达10左右，因此验算时，以R＝10来进行。
验算公式：R实际＝R
把R＝10代入上式，得可调比验算公式为：R实际＝10
当S≥0.3时，R实际≥3.5，能满足一般生产要求，此时，可以不验算。
若调节阀不能满足工艺上最大流量、最小流量的调节要求时，可采用两个调节阀进行分程控制，也可选用一台R较大的特殊调节阀来满足使用要求。
| 内容 |
原公式及验算要求 |
原公式及验算要求存在的问题 |
正确公式及验算要求 |
| 验算公式 |
考虑实际工作情况
开度验算公式
考虑对S
值的影响 |
直线特性
 
|
由于原公式是由液体来推导的，不能用于气体。用于气体时公式的根号内出现负值，无法计算。 |
直线特性：
 对数特性：
K＝1＋ |
以理想流量特性来验算近似公式
不考虑S
值的影响
|
|  |
| 开度验算 |
最大
工作
开度
验算 |
希望大工作开度应90％左右，即
| 不管流量特性与带定位器否，笼统地规定在90％左右是不合理的。以90％计算，当系统为最大流量，而调节阀又出现最大的负流量误差时，直线特性将有4％Kv（不带定位器）、1％Kv（带定位器）的流量不能通过调节，选用对数特性时，使调节阀还有5％Kv（不带定位器）、16％Kv（带定位器）的容量没有充分利用，造成选大调节阀的可能。 |
因为调节阀的Kv值是理想值，应考虑其误差。因此，本方法考虑调节阀出现最大负全行程偏差时和负10％Kv的流量误差时，具有的实际流量作为全开时的流量，令此流量为最大工作流量，得出的条件为；
直线特性：
不带定位器Kmax﹤86%
带定位器Kmax﹤89%
对数特性：
不带定位器Kmax﹤92%
带定位器Kmax﹤96% |
最小
工作
开度
验算 |
最小工作开度不应小于
10％即Kmin>10% |
没考虑高压调节阀小开度冲蚀以及小开度易振荡问题 |
一般情况Kmin>10%高压关阀、阀稳定性差时Kmin>10～30% |
式
中
代
号 |
Qi——某一开度的流量m3/hKv——调节阀的流量系数。
K——对应Qi的工作开度△P——调节阀全开的压差，100KPa
r——介质重度，kg/cm3
Kvi——对应Qi的计算流量系数S——压差分配比
|
