谈一谈工业调节阀（调节概述及基础知识）（一）

吐槽一下

　工业阀门中，经常用到调节阀，但我很想吐槽一下，调节阀的这个称呼简直太大，覆盖面太广，导致阀门定义上很混乱，经常容易搞错，产生很多问题。
　工业阀门中，不会像液压上的定义，按照压力、流量、方向来划分，“调节”这个词本身就不严谨，调节什么？流量还是压力，换向还是关闭？
调节阀从结构上，大体分为两类：调节流量的默认称为调节阀，液压系统中称之为节流阀，调节压力的并且带反馈的称为自力式调节阀，液压系统中称为减压阀。
　调节压力的竟然还有不带反馈的，适用范围非常窄，我以前不了解的情况下选购了这种，后悔死了，阀门出口没有反馈压力，就简单的一个弹簧，这种阀门，只能用在进出口的是定值的工况，就是设定好，流量和出口压力都不会变的现场，否则就失去了减压的作用。 ?
　吐槽归吐槽，但大家都这么叫，已经形成了一种共识，那我也只能遵守这个规则。

正文：

概述

　调节阀在调节系统中是必不可少的，它是组成工业控制中重要的环节。属于自动化仪表中的执行器大类。

调节阀的结构

　调节阀的结构和作用：调节阀可以简单理解为可以根据控制信号精确控制开口度的阀门。调节阀的结构很多，我这里只描述我们使用最多的两种结构，单座和套筒结构。
　单座结构和套筒结构描述的都是阀芯的一种结构，具体见下图：

对比	单座调节阀	套筒调节阀
外形及结构
优点	由于一个阀芯，更容易保证密封性，泄露量小，可以做为切断阀使用	1.平衡阀芯稳定性好，精度高2.进一步优化设计，可改为低噪音阀3.允许压差大
缺点	不平衡力大，允许的压差小	双密封结构、泄露较大

　结论：从结构看，套筒阀规格越大，优势越明显，解决其密封性，使套筒阀变的更加完美，使之在使用上完全替代单座阀。单座阀由于结构简单，价格相对更低一些，目前市场占有率比较大。但我的观点是，为了统一便于管理和积累，我不建议规格划分太多，只考虑一种，套筒阀。出了套筒阀上面的有点以外，套筒阀可以做到全兼容，单座阀，口径超过一定值，就无法满足。但对于极小口径来说，比如小于10mm以内的阀门，甚至是1mm的阀门，单座调节阀会更合理一些。
　调节阀的流量特性：抛物线，直线，百分比

特性曲线.jpg

　根据不同的工况，选择不同的曲线特性，常用的大多都是等百分比和线性，其中百分比最多。
百分比特性，可以使阀门有更好的调节特性，不像快开式的，前段太灵敏，后端太不明显，百分比特性可以保存整个调节段，都比较均称，所以，大多工况都选择用百分比阀芯。
流量曲线的大概走势确定后，那具体对应的阀芯位移对应的不同的流量点的准确性，重要吗？
现在用在调节阀上的系统中，都有流量反馈，操作人员可以根据实际流量数据，进行增大或减小调节阀，来进一步修正流量，所以，有流量反馈的系统中，流量-位移数据表并没有那么重要，这属于人工闭环控制系统
　但对于没有流量反馈的系统来说，就比较重要了，在恒压系统中。可以利用这样的数据表去参考。
　但目前的使用现状，90%的使用用户都会选择流量计进行反馈。
　要想学会调节阀的选型计算必须学习了解行业基础知识

行业基础知识

　流体介质：空气、蒸汽（饱和、非饱和）、液体（水、油）
　压力：相对压力和绝对压力的区别。
　相对压力：海平面压力作为零点，所有的压力，都以海平面为基准的压力。
　一般默认的压力描述，都是相对压力。
　压力的常用表达单位有：MPa、bar、 KPa、Pa 、psi、kg/cm²
　压力和压强误区，准确来说，以上单位都是压强，属于书面表达，压力的描述其实并不严禁，很容易和压力机的力学压力搞混，但人们习惯了称压力，就传递下来了，也就有时候会听到，压力是多少公斤的描述。
　绝对压力：在真空状态下，极限真空为零点，海平面的压力，在这种环境下，压力为1bar,也就是0.1MPa.
　那就可以推导出它们之间的换算，绝对压力=相对压力+0.1MPa
　绝对压力的单位表达，在相对压力单位后面加（A）或A
　需要熟悉压力单位之间的换算：
1MPa=10bar
100KPa=1bar
14.5psi=1bar
1kg/cm²=1bar
　以上关系必须掌握，其他关系，可以接触软件换算。

　阀前压力：阀门前段的压力，注意单位的选择。
　阀后压力：阀门后段的压力，注意单位的选择。
　压差：阀前减去阀后压力的差值
　温度：介质的温度，常温一般默认选择20或25℃
　密度：介质的面对，一般需要查表，但至少要清楚以下两个常用介质的密度.
　水：1000kg/m³
　空气：1.29kg/m³
　流量：单位时间内，流经的液体体积/质量。
　常用单位：
　m³/h、L/min、 T/h、kg/h
　分钟和小时的换算：1h等于60min
　立方和升的换算：1m³=1000L
　吨和公斤的换算：1吨=1000kg
　注意，体积流量和质量流量不可以直接换算，除非加入密度
　体积X密度=质量
　流体能力CV、KV值：
　Cv的定义：介质为水，温度为20℃，压差为1psig时，每分钟流经阀门的流量值为加仑（GPM）
　Kv的定义：介质为水，温度为20℃，压差为1bar时，每小时流经阀门的流量值为立方（m³/h）
　除了Cv之外，尤其是在北美以外的国家，还使用另外两个流量系数KV和AV，其关系如下：