自控阀的流量特性

来源：重庆川武仪表有限公司肖亮 发布时间：2021-08-11

自控阀的流量特性是自控阀重要技术指标之一，流量特性的偏差大小直接影响自控系统的稳定性能。流量特性与固有流量特性的偏差值越小，阀门的调节性能越好，可调范围越大（可调比）。不同生产厂家生产的阀门流量特性偏差大小是不同的，生产出与固有流量特性接近的自控调节阀一直时阀门厂家致力的方向。

阀门的流量特性可分为快开型、平方根型、线性、等百分比型和双曲线型。

工厂使用中，线型和等百分比用得比较广泛。如果把阀门的增益（灵敏度）定义为，从几何学来说，Kc就是阀门在某个开度点对应流量的斜率。斜率越大，阀门的流量变化就越大。比如图一中的快开型，阀门在40%以下的开度时，阀门的开度行程有一点点变化，流量变化是非常大的。此种特性曲线由于阀门增益太大，以至于在一般的调节控制中不能使用，而只局限于需要快速启闭的场合使用，例如：开关场合，或者一些要求在小开度时需要大流量变化，后半段需要小流量变化的场合。

对于线性，从图一可知，阀门在任何开度下的流量的变化都相同。流量变化的大小完全取决于Kc值的大小。理想的线性流量特性被定义为：相对行程（L/L（max））的等值增量产生的相对流量系数（Q/Q（max））的等值增量的流量特性，数学表达式为：

系数与最小流量系数之比。常见的R值有30、50两种。

对于等百分比型，从图一可知，阀门在小开度时（＜30%），流量变化很小，特别是在开度＜15%时，流量几乎不变化；当阀门开度超过30%时，流量增益（Kc）随着开度的增加而增加。理想的等百分流量特性被定义为：相对行程的等值增量产生相对流量系数的等百分比值增加，其数学表达式为：

从实际使用来说，对比线性特性和等百分比特性应优先选择等百分比特性，理由有：线性特性在小开度时（需要小流量时），流量相对变化大，调节作用强，容易产生超调和调节震荡，在大开度时（需要大流量时）调节作用弱，及时性差；等百分比流量特性小开度流量变化小，大开度时流量变化大，调节作用灵敏且可调比大，利于工厂自动化控制。

当然自控阀在实际生产过程中，由于流道类型、阀内件的空间几何限制、介质流场、加工精度等原因使得生产出来的阀门安装流量特性与理论流量特性存在差值，这个差值不同的生产厂家也不一样。我公司为了将此差值控制在合理的范围内，还于2018年自建了一条自控阀在线流量检测装置（如下图二所示），以提高阀门的调节性能。