实际工作流量特性计算

出处：按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《制浆造纸工业计算手册下册》第592页（2177字）

［说明］调节阀在串联管道、并联管道以及泵的系统中，其实际的流量特性即工作特性与典型流量特性是有变化的。

1．串联管道时的工作特性计算

［说明］调节阀串联管道如图4－6－19所示，当调节阀安装在工艺管道系统中，由于除调节阀以外的管道、装置、设备等存在阻力，调节阀上的压差就会随着流量增加而减少，进而引起通过调节阀流量的变化，成为工作特性。

图4－6－19 调节阀串联管道的示意图

式中 Q——通过调节阀的流量(m³／h)

Q_最大——存在管道设备阻力降时调节阀全开时的流量(m³／h)

f()——调节阀理想流量特性的数学表达式，见式4－6－171，当调节阀全关时f()=0，当调节阀全开时f()=1

S——调节阀全开时压差与全关时压差的比值

C_p——管道和设备的流量系数

C_V——调节阀的流通能力

△_P——系统的总压差

△P₁——调节阀上的压差

△P₂——管道、设备的压差

其它同上

［讨论］在实际使用中，一般希望S值最少不低于0．3～0．5；另外，当调节阀选得过大，或非满负荷生产时，往往把工艺阀门关小一些以增加管道阻力，这样虽然流量可减少，使调节阀在小开度下工作，但会造成调节阀品质的恶化，是不可取的。

2．并联管道的工作特性计算

［说明］调节阀并联管道的情况如图4－6－20所示，调节阀一般装有旁路，当调节系统失灵时作为手动控制用。但当因生产量提高，或其他原因使调节阀流量满足不了工艺要求时，在迫不得已的情况下，也可把旁路打开一些以使管道流量增加。但这时管道流量是通过调节阀流量与旁路流量两者之和。

图4－6－20 调节阀并联管道示意图

式中 x——调节阀全开时通过流量和总管最大流量之比值

C_b——旁路管道流量系数

Q_最大——总管最大流量(m³／h)

其它同上

［讨论］采用这种调节方式是不利的，虽然调节阀本身的流量特性没有变化，但管道系统的可调范围将大为降低，泄漏量也很大。同时，在实际系统中，总是同时存在串联管道阻力，其调节阀上压差会随着流量而降低，这就使系统的可调范围下降更多，引起调节阀在动作过程中流量变化更小，甚至使调节阀近乎不起作用。根据经验，一般旁路阀的流量最多为总流量的百分之十几，过大会引起调节阀操作不稳定。

3．带离心泵时的工作特性计算

［说明］如图4－6－21和图4－6－22所示，从离心泵的特性曲线(P－Q)可以看出，随着流量的增加，泵出口压力下降，因此，可把离心泵近似地看作由一个恒定压力发生器和泵的内阻串联所组成。这样，就同串联管道发生的情形完全一样，只是其总阻力降为管道阻力降和泵内阻力降之和。

图4－6－21 带离心泵系统的等效回路

图4－6－22 离心泵的特性曲线

［讨论］泵的特性曲线越陡，则内阻引起压力损失越大，即调节阀压差随流量增加下降得越多(S值更小)，这是不利的，故在离心泵出口安装调节阀以控制流量时，希望离心泵特性曲线越平坦越好。但如果在流量变化不大时，而系统压力P₂经常变化的情况下(如水泵将水打入蒸汽压力波动较大的锅炉中)，或者当管道阻力经常变化的情况下(如输送易堵物料时)，则希望离心泵特性曲线陡些好，以克服设备内压力变化和管线阻力的变化，而减少调节阀上压差变化。