2.3.3低压降比调节阀

      低压降比调节阀是指“在低能量消耗的工作情况下工作，工作特性完全与控制系统匹配”的调节阀。按照我国过去习惯的定义和用法，也称为低s值调节阀，是一种在压降比较低的情况下能理想运行的调节阀。

     这种调节阀是我国浙江大学自行发明和研制的产品，在世界其他国家的文献中仍未见记载。

     定义及理论依据：

      (1)压降比

个“可变阻力”，而管路的各种器件也都具有阻力。流体是在一个恒定的系统压降A/>_s下被 驱动的，如图所示，当调节阀开大时，流量增加，固定阻力部分的压降会增大，因为：

ΔPv=ΔPs-ΔPΣ                                                                                                                                                                               (2-14)

所以，流量增大则_ΔPv减小。由于串联了固定阻力，使调节阀开度增大时阀的增益比原来 小，阀的流量特性发生畸变，如果令

        从式（^2-15)可知，_s值就是阀门全开时的压降与系统的总压降之比，一般来说，调节 阀提供的固有流量特性是一种理想的流量特性，在实际T作都会有畸变，畸变后的流量特性称为工作流量特性。s值越小则畸变越严重。过去，为了保证调节质量，常要求s值在 0.3~-0.6 以上。

       (2)压降比的大小与节流能耗的关系

s值的变化意味着调节阀流通能力的变化，s值较大，意味着可采用流逋能力较小的调节阀。而口径较小的阀门虽然其他阻力不变，总的阻力必然比较大，要得到同样的流量就必须有一个大的系统总压降。如果用栗来驱动流体介质.就意味着泵和电机的功率要大一些， 这样，能耗自然大一些。

 •在文献[⁵]中，把压降比的符号标为ΔPR。考虑到过去几十年的习惯市法和称呼，并尽|和各种亍册统这里仍用5代表好:好比

说明此时泵的压头要大于0.86MPa。

       在比较节流能耗时，所用的指标往往用流量与压降的乘积的大小。因为改变s值是以保持相同流量为前提的，所以从节流压差的大小就能比较能耗的大小，得到的结论是：

a.当压降比s值从0.6下降到0.1时，节流压降从1.4MPa降低到0.66MPa，节流能耗 有显著的下降；

b.在S值较低的情况下，可以选用功率小一些的泵和电机，可以节省一些能量。

      (3)低压降比调节阀设计的数学依据

文献[5]中根据压降比，固有流量特性、工作流量特性等定义及其数学关系（见第4章）推算出下列的计算公式。

线性低压降比调节阀的工作流量特性函数式为：

       在确定参数的过程中，应考虑下面几方面问题。

       a. F1（h)和F2(h)分别为线性和等百分比特性的函数式，这是控制工程设计时按控制系统需要导出的。根据这一思路，可以根据控制过程的需要得到其他各种形式阀的工作流量特性函数。

       b. R'是阀的工作流量可调比，也称安装流量可调比，即运行时最大流量与最小流量之比。在自控设计中，一般可调比大于3就能满足要求，对低压降比调节阀的安装，可调比取 R'= 10。

       c. h是阀的相对行程，即阀杆行程l与阀额定行程L之比，比值在0到1之间。

       d.在确定s值的大小时要考虑到很多因素。s值越小，在完成同样的控制任务时ΔPvmin越小，泵的额定功率或泵工作中的实际消耗也越小。也就是说，从节能的角度考虑，s越小越好；但从数学的观点分析，当s小于0.1时，ΔPvmin随s值变化的速率已经甚小，此外，

       当3值太小时，阀芯容易产生“根切”，不易实现阀门的设计特性从很多工厂调査结果看，调节阀一般最小的压降比也在0.05-0.1之间。综合各种因素，取s=0.1作为低压降比调节阀的设计参数。

把s=0.1和R'= 10代入方程（2-16)、（2-17)、（2-18)和（2-19)中，得到下列计算公式。

线性低压降比调节阀

工作（安装）特性：

       流量系数36.456,阀的行程为25mm。

       在设计中，按式(2-21)进行计算，得到表2-2中的理论相对流量系数。按式(2-26）和（2-27) 计算，可求出各种相对行程时大阀芯的A值和小阀芯么值，即求出直径尺寸，把数据列在表 2-2 中。

       这种阀门在流量系统中进行测试，得到表2-2中的实测流量系数和实测相对工作流量，可以看出，实测相对工作流量呈线性，达到了设计的目的。按IEC标准，阀的相对行程0.1≤h≤0.9允许的斜率偏差为7%～13% ,因此符合标准要求。