调节阀的静态工作特性（一）

通过调节阀的静态工作特性，可以了解流量q_v与开度H的函数关系，即

应当注意的是，静态工作特性的定义并不象固有特性那样，规定阀门上的压力损失是常数的限制条件。它是管路系统、阀门类型和尺寸的函数。

1．没有分支的管路系统

图1所示为管路系统的原理图。这个系统的压力损失分为：调节阀上的压力损失△p_r；管道上的压力损失△p_e；升压设备内部的压力损失△p_sio令压力损失△p_e和△p_si之和为△p_L，即

压力损失△p_L的增加与流量q_v的平方成正比，对应的关系式为

在式中，K_L是系统的流量系数，考虑上面所指出的，整个管路系统的压力损失△p_so由△p_L和△p_r组成，即

将△p_r和△P1的关系式()和式(2)代入式(3)，得

经过运算而获得

假设不改变流动方式，而且介质是不可压缩的。对于阀门完全打开的位置，即当变量(q_v，△p_r，△p_L，K_v)取下角标100时，则可写成下式：

两式相比而获得下式：

按所作的假设，调节阀的开度改变，也就是流量改变时，系数K_L不变。

如果将式(7)式代入式(6)，则

对于全开位置的调节阀，式(3)变为

将△_PL100代入式(8)，获得下式：

进行简化并假设Ψ=△P_rl00/△p_so、k_v=k_v/k_vl00，同时代入上式，得

上面的关系式，表达了调节阀在所作简化条件下的工作特性。

对于线性的固有特性，在不同的参数Ψ下，可以给出相应的特性曲线族，见图2；对于对数特性曲线，在不同的参数Ψ下，相应的工作特性曲线族见图3。

这些特性曲线族是这样作出的：对于阀门的不同开度h(h=H/H₁₀₀)，借助于式(1-20)和式(1-21)，确定一系列的K_v/K_v100值。K_v值见式(9)。通过固有特性曲线K_v/K_v100=f(h)，来确定工作特性曲线q_v=f(h)。对应于不同的参数Ψ，确定这些特性曲线族。

图2和图3用于选择有一特定工作特性的调节阀。比如，△P_r100/P_so之比在O.4～1之间。线性阀的工作特性应该是线性的；△P_r100/P_so之比在O.05～0.3之间，推荐用对数阀。如果需要一个非线性工作特性，以补偿一个非线性的自动化调节系统，例如，补偿非线性的孔板流量变送器，则应在特性曲线族中，选择最恰当的特性。

从图2、图3和式(9)中，可看出在△P_so=△P_r100，即Ψ=1的情况下，工作特性变为固有的线性特性或对数特性。这要根据调节阀的类型而定。在实际中，它代表了下列近似情况，即安装调节阀的管路非常短，局部阻力非常小，而升压设备内部压力损失是可以忽略的。

图4还表示了当Ψ=1时的升压设备特性曲线，即图中虚线。因为在p_o=常数时，△P_si=0。这种情况有时会在实践中遇到，即当调节阀被安装在两罐之间，而罐的压力保持常数的情况。图5中的特性曲线1对应于这种情况。

RR_l00–一在管路系统中只有调节阀，而调节阀RR是全开的

RR₁₀₀+C_v–在管路系统中包括全开的调节阀RR和管路

RR+C–在管路系统中包括调节阀RR和管路，调节阀

RR置于某一个开度；……没有内部阻力的升压设备特性曲线，此时△P_si=0

1-大容器而流量非常小

2-大流量且有离心泵或离心压缩机

3-有离心泵

4-有容积泵

除了用对应于阀门最大开度时的流量q_v100的比率来表达工作特性曲线以外，还通过对应于阀门全开，并且升压设备内部压力损失△P_si和导管压力损失△P_c是零时的流量q_vmax的比率来表示特性曲线。这种情况就意味着调节阀是管路系统的唯一阻力，也就是调节阀的压力损失△P_r100就等于整个系统的压力损失，即△P_r100=△P_so管路系统工作点是p_o和q_vmax，见图5。

式(8)除以式(10)，得

其中 k_v=K_v/K_v100 Ψ=△p_r100/△p_so

图6和图7示出了从式(11)得出的工作特性曲线族。可分为两种类型：线性特性曲线和对数特性曲线。

对于Ψ=1，有△p_r100=△p_so，即升压设备产生的全部压力损失在调节阀上。在这种情况下，流量有最大值q_vmax。Ψ<1的情况下，对于管路系统有更实际的意义。这相应于调节阀上的压力损失△p_r较小，即通过它的液体流量也较小的情况。对于同样尺寸和同样开度的调节阀，液体流量减少，与阀门上的压力损失成比例，这就是图6和图7中工作特性曲线的意义。