调节阀的计算选型是一个综合考量介质参数、流量、阀门结构、执行机构及辅助装置的过程,以下是详细介绍:
一、计算选型基础
流量系数计算:
CV值:英制单位的流量系数,定义为在60°F(15.6℃)的水,1lb/in²(14kPa)压降下,每分钟流过调节阀的美加仑数。
KV值:国际单位制(SI制)的流量系数,定义为在5~40℃的水,105Pa压降下,每小时流过调节阀的立方米数。CV与KV的关系为:CV≈1.16KV。
不可压缩流体(液体)KV值计算:
一般液体:根据流动工况(非阻塞流或阻塞流)使用相应公式计算。
高粘度液体:需对按一般液体公式计算出的KV值进行修正,修正后的流量系数为K'V=KV/FR,其中FR为粘度修正系数,通过FR-Re(雷诺数)关系曲线图确定。
可压缩流体(气体、蒸汽)KV值计算:
气体:根据气体比重、温度、压缩系数等参数计算。
蒸汽:分为饱和蒸汽和过热蒸汽,分别使用相应公式计算。
两相流流体KV值计算:根据介质类型(如液体与非凝性气体、液体与蒸汽)使用相应公式计算。
二、选型原则
根据工艺条件选择结构形式:
常用结构形式包括直通单座阀、直通双座阀、套筒阀、偏心旋转阀、蝶阀等。
根据介质特性(如温度、压力、粘度、腐蚀性等)、流量特性(如等百分比特性、线性特性等)以及工艺要求(如泄漏量、噪音等)选择合适的结构形式。
根据工艺对象特点选择流量特性:
调节阀的流量调节性能一般通过流量特性、可调比、小开度工作性能、Kv值和动作速度进行综合评价。
等百分比特性被认为是最优的流量特性,其调节稳定,调节性能好,最利于流量压力调节。
根据工艺操作参数选择口径尺寸:
根据计算出的流量系数KV(或CV)值,结合所选阀型的KV(或CV)值系列,确定调节阀的口径(或阀座直径)。
所选阀的口径除满足开度要求外,还应根据流体流速极限和接管直径进行验算,防止流速过高对阀门产生的冲击、振动和摩擦损耗。
根据工艺过程要求选择辅助装置:
调节阀的附件包括阀门定位器、空气过滤减压器、位置信号发生器(阀位传送器、行程开关)、手轮机构、电磁换向气阀、加速器以及气源保护装置等。
根据系统需要确定是否需要配备这些辅助装置。
三、执行机构选择
执行机构分类:
按能源类型:分为气动、电动和液动三类。气动执行机构具有价格低、结构简单、性能稳定、维护方便和本质安全性等特点;电动执行机构可直接连接电动仪表或计算机,便于自动化控制;液动执行机构具有推力(或推力矩)大的优点,但装置体积大,流路复杂。
按输出位移类型:分为直行程执行机构、角行程执行机构和多转式执行机构。
执行机构选择方法:
考虑因素:可靠性、经济性、动作平稳性、足够的输出力、重量外观、结构简单性、维护方便性等。
气动与电动执行机构比较:气动执行机构在可靠性、防火防爆方面优于电动执行机构;电动执行机构在驱动源获取、直接连接电动仪表或计算机方面具有优势。
确定执行机构:根据装置实验管路环境、驱动源获取情况、控制要求等因素综合考虑确定执行机构类型。



