1、第五章 執行器化工儀表及自動控制Chemical Industry Instrument and Automation control化工儀表及自動化內容提要概述執行器的分類執行器的分類執行器的組成執行器的組成執行器的工作原理執行器的工作原理執行器的作用方式執行器的作用方式執行機構氣動執行機構氣動執行機構電動執行機構電動執行機構電電- -氣轉換器及閥門定位器氣轉換器及閥門定位器化工儀表及自動化內容提要控制機構控制機構的結構控制機構的結構控制閥的流量特性控制閥的流量特性執行器的選擇和維護執行器結構形式的選擇執行器結構形式的選擇控制閥流量特性的選擇控制閥流量特性的選擇化工儀表及自動化第一節 概述作

2、用 執行器的作用是接收控制器送來的控制信號，改變被控介質的流量，即操縱變量，使被控變量維持在所要求的數值上或一定的范圍內。 p 氣動執行器p 電動執行器p 液動執行器p 執行機構p 調節機構化工儀表及自動化一、執行器的分類l 氣動氣動執行器：執行器：以壓縮空氣為動力能源，由氣動執行機構以壓縮空氣為動力能源，由氣動執行機構進行操作，所接收的是進行操作，所接收的是0.020.1Mpa的氣壓信號。的氣壓信號。l 電動電動執行器：執行器：以電為動力能源，由電動執行機構進行操以電為動力能源，由電動執行機構進行操作，所接收的是作，所接收的是010mA或或420mA的電流信號，并轉換的電流信號，并轉換成相應

3、的輸出軸角位移或線位移，去實現控制機構的自成相應的輸出軸角位移或線位移，去實現控制機構的自動調節。動調節。l 液動液動執行器：執行器：以液壓或油壓為動力能源。以液壓或油壓為動力能源。 執行器按其能源形式可分為氣動、電動、液動三大執行器按其能源形式可分為氣動、電動、液動三大類。各自具有不同特點，應用于不同場合。類。各自具有不同特點，應用于不同場合。化工儀表及自動化一、執行器的分類三類執行器的主要特性比較如表三類執行器的主要特性比較如表5-1所示。常用的執所示。常用的執行器為前兩種，即氣動執行器和電動執行器。行器為前兩種，即氣動執行器和電動執行器。主要特性氣 動電 動液 動主要特性氣動電動液動系統

4、結構簡單復雜簡單安全性好差好推動力適中較小較大維護難度方便有難度較方便相應時間慢快較慢價格便宜較貴便宜表表5-1三類執行器的主要特性比較三類執行器的主要特性比較化工儀表及自動化執行器主要由執行器主要由執行機構執行機構與與控制機構（閥）控制機構（閥）兩大部分組成。兩大部分組成。二、執行器的組成執行機構是執行器的推動裝置，執行機構是執行器的推動裝置，它按控制信號（氣信號p或電信號I）的大小產生相應的輸出力F（或輸出力矩M）和位移（直線位移l或轉角），從而推動控制機構動作，所以它是將信號壓力的大小轉換為閥桿位移的裝置。圖5-1 執行器結構組成圖化工儀表及自動化圖圖5-1 執行器結構組成圖執行器結構組

5、成圖二、執行器的組成控制機構是執行器的控制部分，控制機構是執行器的控制部分，它受執行機構操縱，通過改變控制閥閥芯與閥座間的流通面積，從而改變流量，以達到控制被控介質的目的。控制機構需直接與被控介質接觸，所以它是將閥桿的位移轉換為流過閥的流量的裝置。化工儀表及自動化 上半部為執行機構上半部為執行機構，用來產生推力；，用來產生推力；下半部為控制機構下半部為控制機構，用來控制介質，用來控制介質流量。流量。圖5-2 氣動薄膜執行器的外形和內部結構示意圖1薄膜；2平行彈簧；3閥桿；4閥芯；5閥體；6閥座；二、執行器的組成化工儀表及自動化三、執行器的工作原理 執行器首先接收來自控制器的輸出信號，以作為執行

6、器的輸入信號，該信號是執行器動作的主要依據，要先進入信號轉換單元完成信號變換后，與反饋的執行機構位置信號進行比較，其差值作為執行機構的輸入，以確定執行機構的作用方向和大小；執行機構的輸出結果再操縱控制閥進行動作，以實現對被控介質的控制作用；其中執行機構的輸出通過位置發生器可以產生其反饋控制所需的位置信號。圖5-3 執行器工作原理圖化工儀表及自動化四、執行器的作用方式 為了滿足生產過程中安全操作的需要，為了滿足生產過程中安全操作的需要，執行器有執行器有正、反兩種作用方式。正、反兩種作用方式。 正作用，亦稱氣開式：當輸入信號增大時，執行器正作用，亦稱氣開式：當輸入信號增大時，執行器控制機構的流通截

7、面積增大，即流過執行器的流量控制機構的流通截面積增大，即流過執行器的流量增大。增大。 反作用，亦稱氣關式：當輸入信號增大時，流過執反作用，亦稱氣關式：當輸入信號增大時，流過執行器的流量減小。行器的流量減小。化工儀表及自動化四、執行器的作用方式氣動執行器的正、反作用主要由執行機構和控制機構的正、反作用的組合來實現。氣動執行器的氣開或氣關就可能出現四種組合方式，如圖5-4和表5-2所示。表5-2氣動執行器組合方式表組合方式執行機構控制機構氣動執行器組合方式執行機構控制機構氣動執行器圖5-19（a）正正氣關（反）圖5-19（c）反正氣開（正）圖5-19（b）正反氣開（正）圖5-19（d）反反氣關（反

8、）圖5-4 執行機構和控制機構組合方式圖化工儀表及自動化一、氣動執行機構氣動執行機構主要分為氣動執行機構主要分為薄膜式、活塞式薄膜式、活塞式和和長行程長行程三種類型。三種類型。第二節 執行機構p 當來自控制器或閥門定位器的氣壓信號增大時，閥桿向下動作的叫正作用執行機構；p 反之，閥桿向上動作的叫反作用執行機構。氣動執行機構有正作用和反作用兩種形式。化工儀表及自動化1.氣動薄膜式執行機構氣動薄膜式執行機構根據有無彈簧可以把氣動執行機構分為有彈簧的及無彈簧的執行機構。有彈簧的薄膜式執行機構最為常用，無彈簧的薄膜式執行機構常用于雙位式控制。圖5-5 有彈簧的薄膜式執行機構受力圖1薄膜；2壓縮彈簧；3

9、閥桿薄膜式執行機構結構簡單、價格便宜、維修方便、應用廣泛，可用作一般控制閥的推動裝置。化工儀表及自動化氣動活塞式執行機構的基本組成部分為活塞和氣缸，如圖5-6所示，活塞在氣缸內隨兩側的壓差大小而移動，當受力平衡時，活塞穩定在相應的位置。圖5-6 氣動活塞式執行機構受力圖2.氣動活塞式執行機構氣動活塞式執行機構 活塞式執行機構在結構上是無彈簧的氣缸活塞系統，由于氣缸允許操作壓力可達500kPa，輸出推力較大，主要用于高壓差、大口徑的場合，如作為高壓降控制閥的推動裝置，但其價格較高。化工儀表及自動化3.長行程長行程 長行程執行機構的結構原理與活塞式執行機構基本相同。它行程長、轉矩大，輸出直線位移為

10、40200mm，適用于輸出角位移（090）和大力矩的場合，可用于蝶閥或風門的推動裝置。化工儀表及自動化二、電動執行機構 電動執行器與氣動執行器一樣，是控制系統中的一個重要部分。它接收來自控制器的010mA或420mA的直流電流信號，并將其轉換成相應的角位移或直行程位移，去操縱閥門、擋板等控制機構，以實現自動控制。 電動執行器有角行程，直行程和多轉式等類型。化工儀表及自動化圖5-7電動執行機構的組成示意圖二、電動執行機構 幾種類型的電動執行機構在電氣原理上基本上是相同的，只是減速器不一樣。圖5-7所示為電動執行機構的組成，主要由伺服放大器、伺服電動機、位置發送器和減速器四部分組成。化工儀表及自動

11、化三、電-氣轉換器及閥門定位器 在實際應用中，電信號與氣信號經常混合使用，這樣可以取長補短，因而一般執行器上都裝有一些輔助裝置，即電-氣轉換器和閥門定位器，把電信號（0-10mA DC或420mA DC）與氣信號（0.020.1MPa）進行相互轉換。1.電-氣轉換器 電-氣轉換器可以把控制器和計算機控制系統輸出信號轉換為氣信號，去驅動氣動執行器或氣動顯示儀表。電-氣轉換器是按力矩平衡原理工作的，其結構原理如圖5-8所示。化工儀表及自動化三、電-氣轉換器及閥門定位器圖5-8 電-氣轉換器工作原理圖1杠桿；2線圈；3擋板；4噴嘴；5彈簧；6波紋管；7支撐；8重錘；9氣動放大器化工儀表及自動化三、電

12、-氣轉換器及閥門定位器圖5-9 閥門定位器原理示意圖2.閥門定位器閥門定位器是氣動執行器的輔助裝置，與氣動執行機構配套使用。圖5-9所示為閥門定位器原理示意圖。它主要用來克服流過執行器的流體作用力，保證閥門定位在控制器輸出信號要求的位置上。化工儀表及自動化三、電-氣轉換器及閥門定位器 （1） 氣動閥門定位器直接接收標準氣信號，其輸出信號也是標準氣信號。氣動閥門定位器的品種很多，按照工作原理不同，可分為位移平衡式和力矩平衡式兩大類。 配用薄膜執行機構的氣動閥門定位器的工作原理如圖5-10所示。它是按力矩平衡原理工作的。圖5-10 氣動閥門定位器原理示意圖1波紋管；2主杠桿；3遷移彈簧；4支點；5

13、反饋凸輪；6副杠桿；7副杠桿支點；8氣動執行機構；9反饋桿；10滾輪；11反饋彈簧；12調零彈簧；13擋板；化工儀表及自動化 （2） 圖5-11是一種與薄膜式執行機構配合使用，按力矩平衡原理工作的電-氣閥門定位器。圖5-11 電氣閥門定位器原理示意圖三、電-氣轉換器及閥門定位器化工儀表及自動化 （3）智能式閥門定位器的硬件電路由信號調理部分、微處理機、電氣轉換控制部分和閥位檢測反饋裝置等部分構成，如圖5-12所示。圖5-12 智能式閥門定位器原理示意圖三、電-氣轉換器及閥門定位器化工儀表及自動化第三節 控制機構控制機構的結構控制機構的結構直通單座控制閥直通單座控制閥直通雙座控制閥直通雙座控制閥

14、角形閥角形閥三通閥三通閥隔膜閥隔膜閥蝶閥蝶閥球閥球閥凸輪撓曲閥凸輪撓曲閥籠式閥籠式閥控制閥的流量特性控制閥的流量特性控制閥的理想流量特性控制閥的理想流量特性控制閥的工作流量特性控制閥的工作流量特性化工儀表及自動化一、控制機構的結構 根據不同的使用要求，控制閥的結構形式很多。根據閥芯的動作形式，控制閥可分為直行程式和角行程式兩大類。直行程式的控制機構有直通單座、直通雙座閥、角形閥、三通閥、高壓閥、隔膜閥、超高壓閥、波紋管密封閥、小流量閥、籠式（套筒）閥、低噪音閥等；角行程式的控制機構有蝶閥、凸輪撓曲閥、V形球閥、O形球閥等。 控制閥主要由閥體、閥桿（轉軸）、閥芯（閥板）和閥座等部件構成。下面簡要

15、介紹幾種常用控制閥的結構及特點化工儀表及自動化圖5-13 直通單座控制閥結構1閥桿；2上閥蓋；3填料；4閥芯；5閥座；6閥體；根據不同的使用要求，控制閥的結構形式主要有以下幾種。閥體內只有一個閥芯與閥座。結構簡單、價格便宜、全關時泄漏量少。 在壓差大的時候，流體對閥芯上下作用的推力不平衡，這種不平衡力會影響閥芯的移動。 一、控制機構的結構化工儀表及自動化 流體流過的時候，不平衡力小。 容易泄漏一、控制機構的結構 閥體內有兩個閥芯和閥座，這是最常用的一種類型。當流體流過的時候，由于作用在上、下兩個閥芯上的推力方向相反，大小相近，可以互相抵消，所以不平衡力小。根據閥芯與閥座的相對位置，這種閥可分為

16、正作用式與反作用式（或稱正裝與反裝）兩種形式。圖5-15 直通雙座控制閥化工儀表及自動化 角形閥除閥體為直角外，其他結構與直通單座控制閥相似，其兩個接管呈直角形，流向分為底進側出和側進底出兩種，一般情況下前者應用較多。 流路簡單、阻力較小，適于現場管道要求直角連接，介質為高黏度、高壓差和含有少量懸浮物和固體顆粒狀的場合。流向一般是底進側出。 一、控制機構的結構圖5-16 角形調節閥化工儀表及自動化 三通閥與工藝管道有三個出入口連接，內有兩個閥芯和兩個閥座。合流型和分流型兩種 （a）合流型 （b）分流型 圖5-17 三通控制閥一、控制機構的結構化工儀表及自動化（5）隔膜閥 采用耐腐蝕襯里的閥體和

17、隔膜。 結構簡單、流阻小、流通能力比同口徑的其他種類的閥要大。不易泄漏。耐腐蝕性強，適用于強酸、強堿、強腐蝕性介質的控制，也能用于高黏度及懸浮顆粒狀介質的控制。注意執行機構須有足夠的推力 圖5-18 隔膜控制閥一、控制機構的結構化工儀表及自動化結構簡單、重量輕、價格便宜、流阻極小。泄漏量大。 圖5-19碟閥一、控制機構的結構蝶閥又名翻板閥，是通過擋板以轉軸為中心旋轉來控制流體的流量。適用于大口徑、大流量、低壓差的場合，也可以用于含少適用于大口徑、大流量、低壓差的場合，也可以用于含少量纖維或懸浮顆粒狀介質的控制。量纖維或懸浮顆粒狀介質的控制。化工儀表及自動化 球閥的閥芯與閥體都呈球形體，轉動閥芯

18、使之與閥體處于不同的相對位置時，就具有不同的流通面積，以達到流量控制的目的。球閥閥芯有“V”形和“O”形兩種開口形式。特點（A） O形球閥的閥芯是帶圓孔的球形體，轉動球體可起調節和切斷的作用，該閥結構簡單，維修方便、密封可靠、流通能力大，流量特性為快開型，一般用于位式控制（B）轉動球心使V形缺口起節流和剪切的作用,其特性近似于等百分比型。 （a）V形球閥 （b）O形球閥圖5-20球閥一、控制機構的結構化工儀表及自動化 球閥的閥芯與閥體都呈球形體，轉動閥芯使之與閥體處于不同的相對位置時，就具有不同的流通面積，以達到流量控制的目的。特點（A）O形球閥轉動球體可起調節和切斷的作用，該閥結構簡單，維修

19、方便、密封可靠、流通能力大，流量特性為快開型，一般用于位式控制。（B）V形球心起節流和剪切的作用,其特性近似于等百分比型，適用于高黏度和污穢介質的控制。一、控制機構的結構（a）V形球閥 （b）O形球閥圖5-20球閥球閥閥芯有“V”形和“O”形兩種開口形式。化工儀表及自動化 凸輪撓曲閥又稱偏心旋轉閥。它的閥芯呈扇形球面狀，與撓曲臂及軸套一起鑄成，固定在轉動軸上。密封性好。重量輕、體積小、安裝方便，適用于要求控制和密封的場合。圖5-21 凸輪撓曲閥一、控制機構的結構化工儀表及自動化（9）籠式閥）籠式閥 可調比大、振動小、不平衡力小、結構簡單、套筒互換性好，更換不同的套筒可得到不同的流量特性，閥內部

20、件所受的汽蝕小、噪聲小，是一種性能優良的閥。不適用高溫、高黏度及含有固體顆粒的流體。 圖5-22 籠式閥一、控制機構的結構特別適用于要求低噪聲及壓差較大的場合。 二、控制閥的流量特性 是指被控介質流過閥門的相對是指被控介質流過閥門的相對流量與閥門的相對開度（相對位移）間的關系，即流量與閥門的相對開度（相對位移）間的關系，即 圖5-23 閥芯形狀示意圖1快開特性；2直線特性；3拋物線特性；4等百分比特性；式中，相對流量Q/Qmax是控制閥某一開度時流量Q與全開時流量Qmax之比。相對開度l/L是控制閥某一開度行程l與全開行程L之比。化工儀表及自動化1.控制閥的理想流量特性 在不考慮控制閥前后壓差

21、變化時得到的流量特性稱為理想流量特性。它取決于閥芯的形狀。 指控制閥的相對流量與相對開度成直線關系。（5-2）圖5-24理想流量特性1快開；2直線；3拋物線；4等百分比曲線二、控制閥的流量特性將（5-2）積分可得（5-3）：l=0時，Q=Qmin; l=L時Q=Qmax把邊界條件代入式（5-3），可分別得C、K表達式： Qmin不等于控制閥全關時的泄漏量，一般是不等于控制閥全關時的泄漏量，一般是Qmax的的24。注意！注意！二、控制閥的流量特性化工儀表及自動化將將所得將所得C、K代入式代入式（5-3），可得 二、控制閥的流量特性舉例舉例當R=30，l/L=0時，Q/Qmax=0.33假設R=,

22、位移變化量為10%在10時，流量變化的相對值為在50時，流量變化的相對值為在80時，流量變化的相對值為 在流量小時，流量變化的相對值大；在流量大時，流量變化的相對值小，這時的控制作用較弱。二、控制閥的流量特性是指單位相對行程變化所引起的相對流量變化與此點的相對流量成正比關系。（5-5）將（5-5）積分 將前述邊界條件代入 （5-7）二、控制閥的流量特性 同樣假設R=，以行程的10%、50%及80%三點為例，若位移變化量仍為10%，流量分別從13、51.7、80.6變化為13.25、55.47、97.04。則在10%時，流量變化的相對值為在50%時，流量變化的相對值為在80%時，流量變化的相對值

23、為等百分比流量特性的閥門在小開度時，流量小，流量變化的相對值也較小，這時閥門的控制作用平穩緩和；反之在大開度時，流量大，流量變化的相對值較大，這時的控制作用靈敏有效。二、控制閥的流量特性化工儀表及自動化 這種流量特性在開度較小時就有較大流量，隨開度的增大，流量很快就達到最大。 快開特性的閥芯形式是平板形的，適用于迅速啟閉的切斷閥或雙位控制系統。 二、控制閥的流量特性2.控制閥的工作流量特性 在實際生產中，控制閥前后壓差總是變化的，這時的流量特性稱為二、控制閥的流量特性圖5-25 串聯管路系統p總=p2+p1圖5-26 管道串聯時控制閥壓差變化情況以s表示控制閥全開時，控制閥前后壓差p1min與

24、系統總壓差p總（即系統中最大流量時動力損失總和）之比，即s=p1min/p總。圖5-27管道串聯時控制閥的工作流量特性n 當圖中s=1時，管道阻力損失為零，系統總壓差全降在閥上，工作特性與理想特性一致。n 隨著s值的減小，直線特性漸漸趨近于快開特性，如圖5-27（a）所示；等百分比特性漸漸接近于直線持性，如圖5-27（b）所示。n s值偏大時，閥上壓降大，要消耗過多能量；n s值偏小時，流量特性會產生嚴重畸變，影響控制質量。因此在實際使用中，為使流量特性畸變不過大，一般希望s值不低于0.30.5。化工儀表及自動化 控制閥一般都裝有旁路，以便手動操作和維護。當生產量提高或控制閥選小了時，只好將旁

25、路閥打開一些，此時控制閥的理想流量特性就改變成為工作特性。如圖如圖5-28所示，顯然這時所示，顯然這時管路的總流量管路的總流量Q是控制閥是控制閥流量流量Q1與旁路流量與旁路流量Q2之和，之和，即即QQ1Q2。 圖5-28 并聯管路系統化工儀表及自動化縱坐標流量以總管最大流量Qmax為參比值，x表示并聯管路時控制全開時的流量Q1max與總管最大流量Qmax之比。 圖5-29 并聯管道時控制閥的工作特性化工儀表及自動化 當x1，即旁路閥關閉時，控制閥的工作流量特性與理想流量特性相同。 隨著x值的減小，即旁路閥逐漸打開，雖然閥本身的流量特性變化不大，但可調范圍大大降低了。 控制閥關死，即l/L0時，

26、流量Qmin大大增加。化工儀表及自動化 在實際使用中總存在著串聯管道阻力的影響，控制閥上的壓差還會隨流量的增加而降低，使可調范圍下降得更多些，控制閥在工作過程中所能控制的流量變化范圍更小，甚至幾乎不起控制作用。 采用打開旁路閥的控制方案是不好的，一般認為旁路流量最多只能是總流量的百分之十幾，即x值最小不低于0.8。 化工儀表及自動化 串、并聯管道都會使閥的理想流量特性發生畸變，串串、并聯管道都會使閥的理想流量特性發生畸變，串聯管道的影響尤為嚴重。聯管道的影響尤為嚴重。 串、并聯管道都會使控制閥的可調范圍降低，并聯管串、并聯管道都會使控制閥的可調范圍降低，并聯管道尤為嚴重。道尤為嚴重。 串聯管道

27、使系統總流量減少，并聯管道使系統總流量串聯管道使系統總流量減少，并聯管道使系統總流量增加。增加。 串、并聯管道會使控制閥的放大系數減小，串聯管道串、并聯管道會使控制閥的放大系數減小，串聯管道時控制閥大開度時影響嚴重，并聯管道時控制閥小開度時時控制閥大開度時影響嚴重，并聯管道時控制閥小開度時影響嚴重。影響嚴重。二、控制閥的流量特性化工儀表及自動化一、執行器結構形式的選擇1.執行機構的選擇 執行機構包括氣動、電動和液動三大類。其中液動執行機構使用甚少，而氣動執行機構中氣動薄膜執行機構使用最廣。因此執行機構的選擇主要是指氣動薄膜執行機構和電動執行機構的選擇。第四節 執行器的選擇和維護主要特性主要特性

28、氣動薄膜氣動薄膜執行機構執行機構電動電動執行機構執行機構主要特性主要特性氣動薄膜氣動薄膜執行機構執行機構電動電動執行機構執行機構可靠性可靠性簡單可靠較低價格低高驅動能源驅動能源需另設能源裝置簡單方便防爆性能好差工作環境溫度范圍工作環境溫度范圍大（-40+80）小（-10+55）輸出力大小表5-3氣動薄膜執行機構和電動執行機構的比較化工儀表及自動化2.控制機構的選擇要根據生產過程的不同需要和控制系統的不同特點來進行選用。主要考慮的依據是流體的物理、化學特性性質（流體種類、黏度、毒性、腐蝕性、是否含懸浮顆粒等）、工藝條件（溫度、壓力、流量、壓差、泄漏量等）、過程控制要求（控制系統精度、可調比、噪聲

29、等）。結合以上因素綜合考慮，并結合各種控制機構的特點及其適用場合，同時兼顧在執行器的結構形式選擇時，還必須考慮控制機構的材質、公稱壓力等級和上閥蓋的形式等問題，該內容可參考有關資料進行選擇。 化工儀表及自動化表5-4列出了不同結構形式的控制閥特點及其適用場合表5-4不同結構形式控制閥特點及適用場合控制閥結構式控制閥結構式特點及使用場合特點及使用場合直通單座直通單座閥前后壓降低，適用于要求泄漏量小的場合直通雙座直通雙座閥前后壓降大，適用于允許較大泄漏量的場合角形閥角形閥適用于高壓降、高黏度、含懸浮物體或顆粒狀物質的場合三通閥三通閥適用于分流或合流控制的場合隔膜閥隔膜閥適用于有腐蝕性介質的場合蝶閥

30、蝶閥閥前后壓降低，適用于要求泄漏量小的場合球閥球閥適用于高黏度、污穢介質的控制凸輪撓曲閥凸輪撓曲閥適用于高黏度或帶有懸浮物的場合籠式閥籠式閥適用于要求低噪聲、壓差較大的場合2.控制機構的選擇化工儀表及自動化3.執行器作用方式的選擇 主要從工藝生產設備和操作人員的安全角度出發。主要從工藝生產設備和操作人員的安全角度出發。考慮原則是：信號壓力中斷時，應保證設備和操作人員的安全；減少原料和動力消耗；防止特殊介質本身（易結晶、凝固、蒸發等）造成產品質量不合格。如果閥處于打開位置時危害性小,則應選用氣關式，以使氣源系統發生故障,氣源中斷時,控制閥能自動開啟，保證安全。反之閥處于關閉時危害性小,則應選用氣

31、開閥。 有壓力信號時閥關、無信號壓力時閥開的為有壓力信號時閥關、無信號壓力時閥開的為氣關氣關式式。反之，為。反之，為氣開式氣開式。化工儀表及自動化二、控制閥流量特性的選擇 控制閥的結構形式確定以后，還需確定控制閥的流量特性（即閥芯的形狀）。由于控制閥的工作流量特性會直接影響控制系統的控制質量和穩定性，因而在實際應用中控制閥特性的選擇是一個重要的問題。 目前對控制閥流量特性多采用經驗準則或根據控制系統的特點進行選擇，可以從以下幾方面考慮。1.系統的控制品質2.工藝管路情況3.負荷變化情況化工儀表及自動化三、控制閥口徑的選擇 控制閥口徑選擇得合適與否將會直接影響控制效果。 口徑選擇得過小，會使流經

32、控制閥的介質達不到所需要的最大流量。 口徑選擇得過大，不僅會浪費設備投資，而且會使控制閥經常處于小開度工作，控制性能也會變差，容易使控制系統變得不穩定。化工儀表及自動化 控制閥的口徑選擇主要依據控制閥流量系數Kv值來確定的。控制閥的流量系數Kv表示控制閥容量的大小，亦表示控制閥流通能力的參數。因此，控制閥流量系數Kv亦可稱控制閥的流通能力。其定義如圖所示圖5-30 控制閥口徑選擇當閥兩端壓差為100kPa，流體密度為1g/cm3，閥全開時，流經控制閥的流體流量（以m3/h表示），如某一控制閥在全開時，當閥兩端壓差為100kPa，如果流經閥的水流量為40m3/h，則該控制閥的流量系數Kv值為40。三、控制閥口徑的選擇化工儀表及自動化三、控制閥口徑的選擇對于不可壓縮的流體，且閥前后壓差p1p2不太大（即流體為非阻塞流）時，其流量系數Kv的計算公式為（5-12