L'importance pratique du rapport réglable des vannes de régulation dans la conception technique

Cette question ne peut pas vous être expliquée clairement en quelques mots. Vous pouvez consulter le processus de calcul du coefficient de débit. Le procédé a déjà fourni le débit maximum et le débit minimum. Il suffit que la capacité de réglage de votre vanne de régulation puisse répondre aux exigences du processus. Le rapport de réglage représente la plage de réglage de la vanne de régulation, qui est presque la même que le rapport de plage de certains instruments. Vous pouvez examiner attentivement les informations dans ce domaine et vous comprendrez alors pourquoi.

Le fabricant vous indiquera généralement le R idéal de la vanne, allant de 30 à 50. Le R réel est beaucoup plus petit, car il implique S et le fabricant n'est pas facile de calculer le R réel. Si S est compris entre 0,3 et 0,5, alors le R correspondant est compris entre 5,5 et 7. On peut voir que le R réel se situe généralement autour de 10. Est-ce que tu comprends?

Les vannes de régulation ont deux caractéristiques de débit de base: Recherche sur la relation entre le coefficient de débit et le rapport réglable des caractéristiques de débit linéaires de la vanne de régulation - Formule 1 Caractéristiques de débit à pourcentage égal Ф=Ф0Rh (2) où: Ф est le coefficient de débit correspondant à une certaine ouverture ； R est le rapport réglable ； h est l'ouverture relative ； Ф0 est le coefficient de débit de h=0. Selon l'explication traditionnelle, le rapport réglable R fait référence au rapport du débit maximum pouvant être contrôlé, c'est-à-dire l'étude de la relation entre le coefficient de débit et le rapport réglable de la vanne de régulation - Formule 3. Lors de la conception de la vanne de régulation, il est nécessaire de définir d'abord une valeur R, puis de calculer le coefficient de débit Ф à chaque ouverture, qui sert de base à la conception de la courbe du noyau de la vanne et de la fenêtre du manchon. Les deux conceptions unifiées dans l'industrie des vannes de régulation domestiques ont toutes deux calculé la valeur théorique du coefficient de débit correspondant à chaque ouverture sur la base du réglage R = 30 (voir tableau 1). Tableau 1 Coefficient de débit Ф de chaque ouverture relative de la vanne de régulation R=30 Caractéristiques de débit Ф0 Chaque ouverture relative Ф Valeur 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 Linéaire 3,33 13,00 22,67 32,33 42,00 51,67 61,33 71,00 80,67 90,33 100,00 Pourcentage égal 3,33 4,68 6,58 9,25 12,99 18,26 25,65 36,05 50,65 71,17 100,00 Du point de vue de l'application, on espère que le facteur d'amplification KD de la vanne de régulation soit plus grand, et KD est lié au rapport réglable R, Recherche sur la relation entre le coefficient de débit et le rapport réglable de la vanne de régulation à caractéristique linéaire - Formule 4 Recherche sur la relation entre le coefficient de débit et le rapport réglable de la vanne de régulation à caractéristique égale pourcentage - Formule 5 Où: L est l'ouverture de la course complète. On peut voir que l’augmentation de KD devrait augmenter la valeur R. Par conséquent, les fabricants indiqueront que le rapport réglable est supérieur à une certaine valeur comme indice de performance. Cependant, plus la valeur R de la vanne de régulation est élevée, plus sa conception et sa fabrication sont difficiles. Pour les vannes de régulation à simple et double siège, si la valeur R est trop grande, une sous-cotation se produira dans la plage d'ouverture de 90 % à 100 % lors de la fabrication du noyau de vanne. ； Pour les vannes de régulation à manchon, si la valeur R est trop grande, la taille de la fenêtre sera trop large dans la plage d'ouverture de 90 % à 100 % et ne pourra pas être fabriquée. Ceux-ci limitent l’amélioration de la valeur R. Le fabricant conçoit et fabrique des produits de vanne de régulation sur la base de R=30, mais la valeur R réelle du produit de vanne de régulation et son écart par rapport à R=30 n'ont pas encore attiré l'attention des gens. Étant donné que la compréhension du concepteur de la valeur R est limitée au rapport entre Qmax et Qmin et que Qmin n'est qu'une valeur théorique qui ne peut pas être mesurée, on pense que le rapport réglable réel ne peut pas être calculé. Dans les informations sur les vannes de régulation que nous avons vues jusqu'à présent, nous n'avons vu aucune discussion sur cet aspect. Les normes nationales et étrangères relatives aux vannes de régulation ne proposent pas de méthodes de mesure, de calcul et d'évaluation des valeurs R. Cela est dû à une compréhension unilatérale du concept de taux d’ajustabilité. Il est maintenant nécessaire de mener des discussions et des recherches plus approfondies sur la relation entre le taux d'ajustabilité et le coefficient de débit. 1. La relation entre les vannes comparables et les courbes caractéristiques de débit. Il ressort de la formule de calcul du coefficient de débit dont dépend la valeur R, mais elle détermine la valeur du coefficient de débit pour n'importe quelle course relative. Par conséquent, ce point a une signification pratique très importante du point de vue de la conception, de la fabrication et de l’application des vannes de régulation. Parce qu'il est impossible qu'une vanne de régulation soit utilisée à son ouverture minimale, c'est-à-dire qu'elle ne fonctionnera pas avec son Qmin. Un grand nombre d'occasions d'utilisation consistent à contrôler le débit à une certaine ouverture (généralement 20 % à 80 % de la course complète). À ce moment, le coefficient de débit de la vanne de régulation détermine l'ouverture de travail de la vanne de régulation, et la modification du coefficient de débit par rapport à la course détermine le facteur d'amplification de la vanne de régulation, qui sont tous liés à la valeur R. Par conséquent, la valeur R ne peut pas être comprise simplement à partir du rapport entre Qmax et Qmin, mais la valeur R doit être considérée comme un paramètre caractéristique de l'ensemble de la courbe caractéristique de débit. L'analyse des équations (1), (2), (3) et (4) montre que les modifications de la valeur R ont peu d'impact sur les caractéristiques du débit linéaire, en particulier lorsque R > 1, Ф et KD n'ont rien à voir avec la valeur R. ； L'impact sur les caractéristiques à pourcentage égal est plus important, de sorte que l'impact des valeurs discutées dans cet article sur le coefficient de débit est limité aux caractéristiques à pourcentage égal. Lorsque la valeur R est utilisée comme paramètre caractéristique de la courbe caractéristique de débit, on peut imaginer que la courbe caractéristique de débit de la course complète est considérée comme une combinaison de plusieurs courbes caractéristiques de débit déterminées par plusieurs valeurs R différentes. Lorsque l'ouverture est de 0 à 80 %, la valeur R doit être plus grande afin que la vanne de régulation ait une valeur R suffisante dans la plage de course de travail, c'est-à-dire qu'elle ait une amplification suffisante. Dans la plage d'ouverture de 80 % à 100 %, la valeur R doit être plus petite, ce qui facilite la réalisation de la courbe du noyau de la vanne et de l'ouverture de la fenêtre du manchon pendant le processus de fabrication de la vanne de régulation. L'augmentation de la valeur R sous l'ouverture de travail peut également être utilisée comme moyen d'explorer une capacité de débit améliorée dans la conception des vannes de régulation. L'idée de prendre différentes valeurs R dans les segments a été reflétée dans la CEI534-2-4 (projet) et dans certains tableaux de coefficients de débit de vannes de régulation étrangères. À l'heure actuelle, la signification du rapport réglable n'est plus le rapport de Qmax et Qmin. Il doit être reconnu et étudié comme un paramètre caractéristique de la courbe caractéristique du débit. 2 Méthode de calcul de la valeur R La valeur R réelle du rapport réglable de la vanne de régulation peut être calculée. D'après la formule (2), on peut déduire que lnФ=lnФ0+hlnR (6) Dans le système de coordonnées lnФ—h, la courbe caractéristique de débit à pourcentage égal est une ligne droite et la valeur R détermine en fait la pente de la ligne droite. En mesurant réellement les caractéristiques de débit d'une vanne de régulation, plusieurs ensembles de données (Ф, h) peuvent être obtenus. En raison d'erreurs de fabrication et de mesure, ces valeurs mesurées sont réparties selon une ligne approximativement droite dans le système de coordonnées lnФ-h, et cette ligne droite approximative est considérée comme la courbe caractéristique de débit réelle de la vanne de régulation. Pour obtenir une telle ligne droite et la rendre la plus proche de ces points dans le système de coordonnées, il est recommandé d'utiliser la méthode des moindres carrés pour la résoudre. Lors de la mesure du coefficient de débit d'une vanne de régulation à différentes ouvertures, K ensembles de données sur la course relative et le coefficient de débit peuvent être obtenus. En remplaçant par la formule (6), on obtient l'étude de la relation entre le coefficient de débit et le rapport réglable de la vanne de régulation dans le groupe d'équations - Équation 7 où: Ф0, R est la valeur réelle de cette vanne de régulation, et sa valeur approximative peut être obtenue en utilisant la méthode des moindres carrés à partir de l'ensemble d'équations (7): Recherche sur la relation entre le coefficient de débit et le rapport réglable de la vanne de régulation - Formule 8 Généralement, 10 ouvertures sont prises pour la mesure, c'est-à-dire que hi est réduit à 0,1, 0,2, 0,3,..., 1,0 respectivement. A ce moment, K=10, recherche sur la relation entre le coefficient de débit et le rapport réglable de la vanne de régulation - Équation 1=5,5 ； Recherche sur la relation entre le coefficient de débit et le rapport réglable de la vanne de régulation - Équation 2 = 3,85. En substituant l'équation (8), il y a une étude sur la relation entre le coefficient de débit et le rapport réglable de la vanne de régulation - Équation 9. En substituant le coefficient de débit mesuré Фi dans la formule (9), la valeur réelle du rapport réglable R de la vanne de régulation peut être résolue. Si la valeur théorique du coefficient de débit en pourcentage du milieu dans le tableau 1 est remplacée dans la formule (9), R = 30 peut être recalculé. Selon l'équation (9), le rapport réglable de la course entière est résolu. Afin de comprendre avec précision le rapport réglable de la vanne de régulation dans la section de travail, hi peut être pris respectivement comme 0,2, 0,3, ..., 0,8, c'est-à-dire k=7. Recherche sur la relation entre le coefficient de débit de la vanne de régulation et le rapport réglable - Équation 3 = 3,5, Recherche sur la relation entre le coefficient de débit de la vanne de régulation et le rapport réglable - Équation 4 = 2,03, puis il y a une étude sur la relation entre le coefficient de débit de la vanne de régulation et le rapport réglable - Équation 10 En substituant les coefficients de débit à 20% à 80% d'ouverture, la valeur R des caractéristiques de débit de cette section peut être obtenue. De même, en remplaçant les données de valeur théorique du tableau 1 dans l'équation (10), R = 30 peut également être recalculé. Étant donné que les valeurs Ф dans les équations (9) et (10) apparaissent sous forme de ratios, les résultats sont les mêmes, que le coefficient de débit absolu ou le coefficient de débit relatif soit utilisé. Il est donc très pratique de calculer la valeur R. De même, lorsqu'il est nécessaire de calculer la valeur de la courbe caractéristique de débit d'une section quelconque, la formule de calcul correspondante peut être dérivée. 3 La comparaison des valeurs R de certaines vannes de régulation nationales et étrangères est basée sur l'équation (9). Les valeurs R correspondantes sont calculées à l'aide des coefficients de débit des vannes de régulation à double siège de conception nationale et des vannes de régulation à manchon conçues conjointement, ainsi que des vannes à manchon de type Fisher's ED. Les résultats sont présentés dans les tableaux 2 à 4. Le tableau montre que bien que la vanne de régulation à double siège et la vanne de régulation à manchon soient préréglées à R=30 lors de la conception, les valeurs R des vannes de régulation de diverses spécifications réellement produites sont différentes. Tableau 2 Coefficient de débit Valeur Ф et valeur R calculée de la vanne de régulation à double siège Diamètre nominal DN × dN Rapport réglable de chaque ouverture relative Valeur Ф R 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 25 2,65 4,57 7,84 12,76 17,96 25,04 35,00 49,11 74,53 103,39 51,5 32 3,09 6,30 9,90 13,99 18,90 24,60 30,10 42,80 74,40 100,00 34,6 40 7,44 10,28 11,52 13,22 16,88 21,92 28,82 52,84 78,92 92,00 17,4 50 7,68 11,89 14,90 18,40 22,90 29,50 37,80 53,50 70,40 98,20 14,6 65 3,95 7,72 11,36 15,53 20,20 26,56 36,51 50,77 77,53 99,58 28,9 80 3,34 7,64 10,49 14,63 19,85 28,00 37,75 50,28 75,49 97,25 32,4 100 4,70 7,68 10,32 14,20 18,81 27,35 37,02 52,82 72,39 97,60 27,1 125 4,14 6,49 9,47 12,89 19,37 27,61 37,34 51,88 66,66 103,63 32,3 150 2,55 5,70 8,50 12,42 18,17 25,45 34,98 48,48 76,74 96,81 45,7 200 12,20 16,10 20,10 25,10 32,00 46,50 75,80 100,50 20,0 Tableau 3 Coefficient de débit de la vanne de régulation à manchon Valeur Ф et R Valeur calculée Diamètre nominal DN × dN Chaque ouverture relative Valeur Ф Rapport réglable R 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 25 4,10 7,90 12,10 16,50 20,40 29,60 42,20 61,00 81,50 103,00 30,9 40 C=16 2,12 6,06 10,00 14,31 18,75 24,75 34,50 51,06 73,75 96,88 45,3 60 C=25 6,54 9,12 11,76 14,84 20,24 28,16 38,60 56,00 78,00 99,20 21,3 50 3,10 6,45 9,90 15,05 22,48 32,50 46,50 67,50 90,50 97,75 45,2 65 3,25 6,83 10,24 14,63 20,63 27,46 40,32 58,73 86,35 107,94 41,2 80 4,20 7,67 11,10 14,97 21,05 29,70 40,60 60,50 80,10 92,60 29,9 100 3,57 7,37 11,03 15,21 21,80 30,39 44,13 64,90 82,06 93,23 34,9 125 C=250 3,69 7,00 10,80 15,24 21,20 29,80 41,60 59,60 87,60 102,80 36,9 125 C=370 3,34 7,14 10,84 15,19 21,89 31,62 45,95 65,41 82,43 93,24 37,5 200 3,17 6,90 10,79 15,66 22,41 31,90 42,76 60,34 81,21 96,03 37,8 300 3,31 6,92 10,54 14,54 20,23 28,62 43,85 64,23 82,31 94,08 38,3 Tableau 4 Coefficient de débit Valeur Ф et valeur R calculée du robinet à manchon de type ED de la société Fisher Diamètre nominal DN×dN Chaque valeur Ф d'ouverture relative Rapport réglable R 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1 * 1/4×1 * 5/16 0,783 1,54 2,20 2,89 4,21 5,76 7,83 10,9 14,1 17,2 27,4 1 * 1/2×1 * 7/8 1,52 2,63 3,87 5,41 7,45 11,2 17,4 24,5 30,8 35,8 36,3 2×2 * 5/16 1,66 2,93 4,66 6,98 10,8 16,5 25,4 37,3 50,7 59,7 57,6 2 * 1/2×2 * 7/8 3,43 7,13 10,8 15,1 22,4 33,7 49,2 71,1 89,5 99,4 41,3 3×3 * 7/16 4,32 7,53 10,9 17,1 27,2 43,5 66,0 97,0 120 136 54,2 4×4 * 3/8 5,85 11,6 18,3 30,2 49,7 79,7 125 171 205 224 64,8 6×7 12,9 25,8 43,3 67,4 104 162 239 316 368 394 47,1 8×8L=2 18,5 38,0 58,4 86,7 130 189 268 371 476 567 41,9 8×8L=3 27,0 58,1 105 188 307 478 605 695 761 818 43,1 Comparez le R de ces deux séries de vannes de régulation dans le tableau 2 et Tableau 3. Il ressort des valeurs que les écarts de valeur R de diverses spécifications de vannes de régulation à double siège sont plus grands, tandis que les écarts de valeur R de diverses spécifications de vannes de régulation à manchon sont plus petits. Ceci est cohérent avec l’utilisation de différents critères d’erreur pour les caractéristiques de débit lors de la conception des deux vannes. La vanne de régulation à double siège utilise 10 % de la valeur de débit maximale comme plage d'écart de la valeur de débit pour chaque course, tandis que la vanne à manchon utilise la méthode de pente de la norme internationale CEI pour calculer l'écart caractéristique de débit. De toute évidence, cette dernière méthode peut garantir que la valeur R répond mieux aux exigences de conception que la première méthode, ce qui illustre également l'avancement de la méthode de pente standard de la CEI. En comparant les tableaux 2, 3 et 4, on peut également voir que la valeur R des vannes de régulation nationales est inférieure à celle des vannes de régulation étrangères. La valeur R moyenne des vannes domestiques à double siège = 30,5 et la valeur R moyenne des vannes à réglage simple = 36,2 ； La valeur moyenne de R de la vanne simple de type Fisher ED est de 45,9. Calculez ensuite la valeur R de la vanne à manchon simple domestique et de la vanne à manchon simple de type ED de la société Fisher dans la section de course de travail (h = 0,2 ~ 0,8) selon l'équation (10), et comparez-la avec la valeur R dans la course complète. Les résultats sont présentés dans le tableau 5 et le tableau 6. On peut voir que la valeur R de la vanne simple domestique dans la section de course de travail est proche de la valeur R de la course complète, sans changement significatif, la valeur moyenne de R = 34,2, tandis que la valeur R de la vanne simple de la société Fisher dans la section de course de travail est nettement supérieure à la valeur R de la course complète, la valeur moyenne de R = 60,5. L'avantage d'augmenter la valeur R de la section de course de travail est qu'elle peut mieux répondre aux besoins du système de contrôle automatique et peut également augmenter la valeur du coefficient de débit à 80 % d'ouverture, améliorant ainsi considérablement la capacité de débit de la vanne à pleine ouverture. Grâce à l'analyse et à la comparaison des valeurs R, il a été démontré qu'il existe un certain écart dans le niveau de conception des vannes de régulation nationales et étrangères. Tableau 5 Valeur R de la vanne de régulation à manchon domestique Section de course de la vanne à manchon Spécifications de la vanne à manchon Valeur R R Moyenne 20 40 C=16 40 C=25 50 65 80 100 125 C=250 125 C=370 200 300 Course complète 30,9 45,3 21,3 45,2 41,2 29,9 34,9 36,9 37,5 37,8 38,3 36,2 h=0,2~0,8 26,9 28,9 20,5 49,2 33,4 29,5 35,4 33,0 39,2 35,2 38,4 34,2 Tableau 6 Valeur R de la vanne à manchon de Fisher Company Section de course de la vanne à manchon Spécifications de la vanne à manchon Valeur R Valeur R Moyenne 1 * 1/4×1 * 5/1 1 * 1/2×1 * 7/8 2×2 * 16/05 2 * 1/2×2 * 7/8 3×3 * 7/16 4×4 * 3/8 6×7 8×8L=2 8×8L=3 Course complète 27,4 35,3 57,6 41,3 54,2 64,8 67,1 41,9 43,1 45,9 h=0,2~0,8 25,8 41,5 69,7 46,2 78,1 99,7 69,0 45,0 69,7 60,5 4. Compréhension de la CEI 534-2-4 (projet) La section 3.3 de la CEI 534-2-4 (projet) fournit les dispositions suivantes pour les caractéristiques de débit à pourcentage égal: “Entre h = 0,2 et h = 0,8, la différence entre les logarithmes de deux valeurs publiées adjacentes du coefficient de débit doit être comprise entre 0,13 et 0,2". “En dessous de h=0,2 les deux valeurs correspondent à 0,13 et 0,25 ； Au-dessus de h=0,8, cette valeur doit être respectivement de 0,03 et 0,2". Le choix de la plage d'écart de la caractéristique de débit doit être considéré ici comme déterminé par la plage de variation de la valeur R. Calcul d'essai R=20, 0,1×logR=0,13 R=100, 0,1×logR=0,20 R=300, 0,1×logR=0,25 R=2, 0,1×logR=0,03 En d'autres termes, l'écart caractéristique du débit est en fait une limite segmentée R La plage de variation de la valeur est h=0,2~0,8, R=20~80 ； h=0,8~1,0, R=2~100 ； h=0~0,2, R=20~300 ； Cette réglementation CEI incarne la valeur R en tant que paramètre caractéristique de la courbe caractéristique de débit et réalise l'idée de conception selon laquelle différentes valeurs R peuvent être prises dans la plage de course complète. La norme nationale GB 4213-84 « Conditions techniques générales pour les vannes de régulation pneumatique » est quelque peu différente de la norme CEI sur cette question. Une discussion approfondie de la relation entre la valeur R et le coefficient de débit revêt une certaine importance pour la conception, la fabrication et l'application de vannes de régulation. Il est très nécessaire de renforcer la recherche théorique de base sur les vannes de régulation et d'améliorer le niveau de conception et de fabrication des vannes de régulation dans mon pays.

Le coefficient de débit de la vanne de régulation (appelé valeur Cv dans les normes européennes et américaines, valeur KV dans les normes internationales) fait référence au débit volumique ou débit massique dans des conditions (de test) standard. Le coefficient de débit maximum Kv de la vanne de régulation se réfère à: Lorsque la vanne de régulation est complètement ouverte, la différence de pression ΔP entre les extrémités avant et arrière de la vanne est de 100 KPa, et lorsque le poids du fluide r est de 1 gf/cm3 (c'est-à-dire de l'eau à 20 °C), le débit volumique circulant à travers la vanne de régulation par heure, unité m3/h. Le rapport de régulation R de la vanne de régulation est défini comme le rapport du coefficient de débit maximum et du coefficient de débit minimum, qui est le rapport du débit volumique maximum d'eau circulant à travers la vanne dans des conditions standard au débit volumique minimum (contrôlable), indiquant la capacité de la vanne à ajuster le débit.