유량특성을 구체적으로 설명하고, 조절밸브의 선정방법과 주의해야 할 사항을 제시한다.

Thread Content

조절 밸브는 제어 대상의 흐름을 조정하는 데 사용되는 자동 제어 시스템에서 일반적으로 사용되는 액추에이터입니다.조절 밸브를 올바르게 선택하면 조절 시스템의 제어 품질이 보장됩니다.조절밸브의 구성분류와 유량특성을 구체적으로 설명하고, 조절밸브의 선정방법과 주의해야 할 사항을 제시한다.소개 0 조절 밸브는 자동 제어 시스템에서 일반적으로 사용되는 액추에이터입니다. 자동제어의 단말 주 제어 구성요소로서 측정 매체의 전달량을 직접 제어합니다.조절 밸브는 액추에이터와 조절 메커니즘으로 구성됩니다. 이는 조절기 또는 컴퓨터로부터 제어 신호를 수신하고 제어된 매체의 흐름을 변경하여 조정된 매개변수를 필요한 범위 내로 유지함으로써 프로세스 제어의 자동화를 달성하는 데 사용됩니다.자동 제어 분야에서 제어 프로세스가 안정적인지 여부는 조절 밸브가 정확하게 작동할 수 있는지 여부에 직접적으로 의존하므로 프로세스 제어는 재료 에너지 및 흐름의 정확한 변화에 반영됩니다.따라서 다양한 요구에 따라 다양한 조절 밸브를 선택해야 합니다.적절한 조절 밸브를 선택하는 것은 파이프라인 설계의 주요 문제이며 조절 시스템의 안전과 원활한 작동을 보장하는 열쇠이기도 합니다.유형 선택 1 제어 밸브는 일반적으로 액추에이터와 밸브로 구성됩니다.조절 밸브는 조절 밸브의 조절 메커니즘입니다. 이는 흐름을 조절하기 위해 제어 신호의 요구 사항에 따라 밸브 개방을 변경합니다. 국부적인 저항을 변경할 수 있는 스로틀링 요소입니다.조절 밸브는 주로 상부 및 하부 밸브 커버, 밸브 본체, 밸브 코어, 밸브 시트, 패킹 및 압력판으로 구성됩니다.자동 제어 시스템에서 밸브의 주요 조절 매체는 물과 증기입니다.압력이 상대적으로 낮고 단일 용도로 사용되는 경우 일반적으로 사용되는 제어 밸브에는 직선형 제어 밸브, 3방향 제어 밸브 및 버터플라이 밸브가 포함됩니다.액츄에이터는 사용되는 에너지의 종류에 따라 공압식, 전기식, 유압식의 세 가지 유형으로 나눌 수 있는데, 즉 압축공기를 동력원으로 사용하는 공압식 조절, 전기를 동력원으로 사용하는 전기식 조절, 액체 매체(예: 오일 등)의 압력을 사용하는 유압식 조절로 나눌 수 있습니다.그 중 공압식 액츄에이터는 구조가 간단하고 동작이 안정적이며 성능이 안정적이며 가격이 저렴하며 유지 관리가 쉽고 화재 및 폭발 방지 등의 장점이 있어 많은 제어 시스템에 널리 사용되었습니다.전동 액츄에이터는 화재 예방 및 방폭에 도움이 되지 않지만 구동력이 편리하고 이용 가능하며 신호 전송 속도가 빠르고 장거리 전송에 편리하며 크기가 작고 작동이 안정적이며 유지 관리가 쉽고 저렴합니다.유압식 액츄에이터는 추력이 가장 크고 조정 정확도가 높으며 빠르고 부드러운 움직임을 제공하지만 장비가 크고 공정이 복잡합니다.　　(1) 조절 밸브 형식의 선택 조절 밸브의 밸브 본체 형식 선택은 조절 밸브 선택에 있어서 가장 중요한 단계입니다.밸브를 선택하기 전에 제어 프로세스의 매체, 프로세스 조건 및 매개변수를 주의 깊게 분석하고 조절 밸브에 대한 시스템 요구 사항을 이해하고 수집된 데이터를 기반으로 사용할 밸브 유형을 결정해야 합니다.특정 선택을 할 때 다음 측면을 고려할 수 있습니다. 주로 선택한 흐름 특성과 불균형 힘 및 기타 요소를 기반으로 합니다. ① 밸브 코어 형상 구조 유체 매체가 고농도의 연마 입자를 포함하는 현탁액인 경우 밸브 코어와 밸브 시트의 접합 표면은 닫힐 때마다 심하게 마찰됩니다.따라서 밸브의 유로는 매끄러워야 하고 밸브의 내부 재질은 단단해야 합니다. ② 내마모성 : 매체에 부식성이 있으므로 조절기능을 만족할 수 있으면 구조가 간단한 밸브를 선택하는 것이 좋다. ③ 내식성 : 매체의 온도와 압력이 높고 변화가 큰 경우 밸브 코어와 밸브 시트의 재질이 온도와 압력의 변화가 작은 밸브를 선택해야합니다. ④ 온도와 압력의 깜박임과 매체의 캐비테이션은 액체 매체에서만 발생합니다.실제 생산 과정에서 플래시 증발과 캐비테이션은 유량계수 계산에 영향을 미칠 뿐만 아니라 진동과 소음을 유발하여 밸브의 수명을 단축시킵니다. 따라서 밸브 선정시 밸브의 플래싱(Flashing) 및 캐비테이션(Cavitation)이 방지되어야 합니다.⑤ 플래시 증발 및 캐비테이션 방지 (2) 조절 밸브 액츄에이터 선택 액츄에이터의 종류에 관계없이 출력되는 힘은 부하를 극복하는 데 사용되는 유효 힘입니다(주로 불균형한 힘과 불균형한 토크, 마찰, 밀봉력, 중력 및 기타 관련 힘의 영향을 나타냄).따라서 조절 밸브가 정상적으로 작동하려면 장착된 액추에이터가 다양한 저항을 극복하고 높은 수준의 밀봉 및 밸브 개방을 보장할 수 있는 충분한 출력 힘을 생성할 수 있어야 합니다.① 액츄에이터의 출력력을 고려하여 액츄에이터의 출력력을 결정한 후, 공정 사용 환경의 요구사항에 따라 해당 액츄에이터를 선택합니다.예를 들어 현장에서 방폭 요구 사항이 있는 경우 공압식 액추에이터를 선택해야 하며 정션박스는 방폭형이므로 전동 액추에이터를 선택할 수 없습니다.방폭 요구사항이 없다면 공압식과 전동식 액츄에이터를 모두 사용할 수 있지만, 에너지 절약 측면에서 최대한 전동식 액츄에이터를 사용하는 것이 좋습니다.유압식 액츄에이터는 공압식 및 전동식 액츄에이터만큼 널리 사용되지는 않지만 높은 조정 정확도, 빠른 동작 속도 및 부드러움 등의 특성을 갖고 있어 특별한 경우에는 더 나은 조정 효과를 얻기 위해 사용되기도 합니다. 마지막으로 액츄에이터의 신뢰성과 경제성도 고려하여 움직임이 부드럽고, 무게가 가벼우며, 외관이 미려하고, 구조가 간단하며, 유지관리가 용이한 액츄에이터를 선택해야 합니다.② 액츄에이터의 사용환경 요구사항을 고려한 유량특성 분석 2 2.1 작동원리 식에서 p1 - 조절밸브 앞의 압력; 유체 역학에 따르면 조절 밸브는 국지적 저항이 변할 수 있는 조절 요소임을 알 수 있습니다.비압축성 유체의 경우 조절 밸브의 유량 p2 - 조절 밸브 뒤의 압력. A - 조절 단면적입니다. ξ - 조절 밸브의 저항 계수. ρ - 유체 밀도.　　A가 일정하고 Δp=p1-p2도 일정할 때, 밸브를 통과하는 유량 Q는 저항계수 ξ에 따라 변화하는데, 즉 저항계수 ξ가 클수록 유량은 작아진다는 것을 식 (1)에서 알 수 있다.저항 계수 ξ는 밸브의 구조 및 개방과 관련이 있습니다.따라서 조절기 출력 신호는 밸브의 열림 또는 닫힘을 제어하여 밸브의 저항 계수를 변경하여 조절된 매체의 유량을 변경할 수 있습니다.　　2.2 흐름 특성 분석 조절 밸브의 흐름 특성은 조절 밸브를 통해 흐르는 조절 매체의 상대 유량과 조절 밸브의 상대적 개방 사이의 관계를 나타냅니다.　　조절 밸브의 흐름 특성에는 이상적인 흐름 특성과 작동 흐름 특성이 포함됩니다.이상적인 유량특성이란 조절밸브의 전후 압력차가 일정할 때의 유량특성을 말합니다. 표 1에 표시된 것처럼 직선, 등분율, 포물선 및 빠른 열림의 네 가지 특성이 있습니다.실제 시스템에서는 밸브 양쪽의 압력 강하가 일정하지 않으며 변화하는 데에는 크게 두 가지 이유가 있습니다. ① 펌프의 특성으로 인해 시스템 유량이 감소하면 펌프에서 발생하는 시스템 압력이 증가합니다. ② 유량이 감소하면 코일의 저항도 감소하여 밸브에 더 큰 펌프 압력이 가해지게 됩니다.따라서 조절 밸브 전후의 압력차는 일반적으로 변합니다. 이 경우 상대유량과 조절밸브의 상대개도 사이의 관계를 작동유량특성이라 한다.구체적으로는 파이프라인을 직렬로 연결할 때의 작업 흐름 특성과 파이프라인을 병렬로 연결할 때의 작업 흐름 특성으로 나눌 수 있습니다.제어 밸브의 4가지 이상적인 유량 특성 표 1 유량 특성 특성 선형 제어 밸브의 상대 유량은 상대 개방도와 선형 관계를 갖습니다. 즉, 단위 상대 스트로크 변화에 따른 상대 유량 변화는 일정합니다.(1) 개구부가 작으면 유량 변화가 크지만 개구부가 크면 유량 변화가 작습니다. (2) 부하가 작을 때 조정 성능이 너무 민감하고 진동하며, 부하가 크면 조정이 느리고시기 적절하지 않습니다. (3) 적응력이 좋지 않다.　　동일 백분율 단위의 상대 스트로크 변화로 인해 발생하는 상대 유량의 변화는 이 지점의 상대 유량에 비례합니다. (1) 단위 행정의 변화에 ​​따른 유량의 변화율은 동일합니다. (2) 전체 스트로크 범위에서 작동은 상대적으로 안정적이며, 특히 큰 개구부에서는 증폭 계수도 크고 작동이 더 민감하고 효과적입니다. (3) 널리 사용되고 적응성이 있다. (1) 특성은 직선과 등분율 특성 사이에 있다. (2) 조정 성능은 이상적이지만 밸브 코어 가공이 어렵습니다.포물선 특성은 선형 특성과 등분율 특성 사이에 있으며, 종종 등분율 특성으로 대체되어 사용됩니다.　　빠른 개방을 위해 밸브 스트로크가 작을 때 유량이 크게 증가하여 빠르게 최대값에 도달합니다. (1) 개구부가 작을 때 유량은 이미 크고 스트로크가 증가함에 따라 유량은 빠르게 최대에 도달합니다. (2) 일반적으로 2위치 조정 및 프로그램 제어에 사용됩니다.　　(1) 직렬 파이프라인의 작동 흐름 특성 조절 밸브가 직렬로 연결된 경우 조절 밸브의 개방도가 변경되면 유량이 변경됩니다. 유체역학 이론에 따르면 파이프라인의 저항 손실은 유량과 직각 관계를 갖습니다. 조절 밸브가 작동하면 유량이 변하고 그에 따라 시스템 저항도 변하므로 조절 밸브의 압력 강하도 그에 따라 변합니다.직렬 파이프라인의 작업 흐름 특성은 압력 강하 분포 비율과 관련이 있습니다.밸브의 압력 강하가 작을수록 제어 밸브의 완전 개방 유량이 감소하여 이상적인 선형 특성이 급속 개방 특성으로 왜곡되고 이상적인 등분율 특성이 선형 특성으로 왜곡됩니다.실제 사용 시 제어 밸브를 너무 크게 선택하거나 생산이 최대 부하가 아닌 경우 제어 밸브가 작은 개구부에서 작동합니다. 때로는 제어 밸브에 특정 개방을 만들기 위해 밸브를 닫아 파이프라인 저항을 높이고 제어 밸브를 통과하는 유속을 줄입니다. 실제로 압력강하 분포율이 감소하고, 유량특성이 왜곡되며, 제어품질이 악화됩니다.　　(2) 병렬 파이프라인의 작동 흐름 특성 병렬 파이프라인은 일반적으로 밸브 분기와 바이패스 파이프 분기로 구성되며 조절 밸브는 밸브 분기 파이프라인에 설치됩니다.조절 밸브는 평행 파이프라인에 있습니다. 시스템 저항이 일정할 때, 평행 배관의 바이패스 밸브가 점차 열리면서 조절 밸브의 완전 개방 유량과 주 배관의 최대 유량의 비율이 감소합니다.이때 제어밸브 자체의 유량특성은 변하지 않으나 시스템의 조정범위는**작동 중에 조절 밸브가 제어할 수 있는 유량 변화 범위도 줄어듭니다.**조정 효과가 줄어들거나 아예 없습니다.조절 밸브가 더 나은 조절 성능을 갖기 위해서는 일반적으로 바이패스 유량이 전체 유량의 20%를 초과해서는 안 된다고 생각됩니다.유동특성의 선정 3. 유동특성의 선정방법 : ① 수학적 계산을 통한 분석적 방법; ② 실제 프로젝트에서 요약된 경험적 방법.분석적 방법은 복잡하고 시간이 많이 걸리기 때문에 공학에서는 일반적으로 경험적 방법이 사용됩니다.구체적으로 다음과 같은 측면을 고려해야 합니다. (1) 자동 조정 시스템의 조정 품질을 고려합니다. 자동 제어 원리의 특징적인 보상 원리에 따라 시스템의 우수한 조정 품질을 유지하려면 개방 루프 총 증폭 계수와 각 링크의 증폭 계수의 곱이 일정하게 유지되어야 합니다.이러한 방식으로 밸브의 특성을 적절하게 선택하고 밸브의 증폭 계수의 변화를 사용하여 물체의 증폭 계수의 변화를 보상함으로써 시스템의 전체 증폭 계수가 변경되지 않은 상태로 유지될 수 있습니다.　　(2) 파이프라인 시스템의 압력 강하 변화에 따라 조절 밸브를 선택합니다. 압력 강하율은 조절 밸브가 제어할 수 있는 최대 유량에 해당하는 밸브의 전후 차압 Δp1m과 시스템 차압 Δp의 비율로 정의됩니다. 조절밸브의 유량특성은 표 2에 나타난 바와 같이 압력강하비 S와 밀접한 관계가 있다.파이프라인 시스템의 압력 강하에 따라 조절 밸브 특성 표를 선택하십시오. 표 2 파이프라인 시스템 압력 강하 비율 S 1-0.6 0.6-0.3 0.3-0 실제 작업 흐름 특성 직선 동일 백분율 직선 동일 백분율 조정은 선택한 흐름 특성에 적합하지 않습니다. 직선 동일 백분율 직선 동일 백분율 (3) 부하 변화로부터 선형 밸브가 작은 개구부에서 큰 유량 변화를 가지며 조정이 너무 민감하고 진동하기 쉽다는 것을 분석합니다. 개구부가 크면 조정 효과가 약하여 시기 적절하지 않고 둔감한 조정이 발생합니다.따라서 압력 강하 비율 S가 작고 부하 변화가 큰 상황에서는 선형 밸브를 사용해서는 안됩니다.등가 밸브는 닫힌 상태에 가까울 때 천천히 원활하게 작동하고 완전 열림 상태에 가까울 때 증폭율이 크고 작업이 민감하고 효과적이므로 부하 변화가 큰 경우에 적합합니다.급속 개방 특성 밸브의 스트로크가 작을 때 유량이 더 큽니다. 스트로크가 증가함에 따라 유량은 빠르게 최대에 도달합니다. 일반적으로 이중 위치 조정 및 프로그램 제어 상황에 사용됩니다. (4) 규제 대상의 특성에 따라 선택하십시오. 일반적으로 자체 균형 능력이 있는 조절 대상은 동일한 비율의 흐름 특성을 가진 조절 밸브를 선택할 수 있는 반면, 자체 균형 능력이 없는 조절 대상은 선형 흐름 특성을 가진 조절 밸브를 선택할 수 있습니다.조절 밸브 구경 선택 4 조절 밸브 구경을 선택하는 목적은 밸브와 파이프라인을 결합하여 합리적인 결합 선형 특성을 생성하여 시스템을 효과적으로 제어할 수 있도록 하는 것입니다.조절 밸브의 구경은 공정에 필요한 유량에 따라 결정됩니다. 조절 밸브의 유량은 제공된 공정 조건을 기반으로 계산되며, 조절 밸브의 구경은 유량에 따라 선택됩니다.　　조절 밸브의 구경을 합리적으로 선택하려면 조절 밸브의 유량을 이해하는 것이 필요합니다.유량이란 조절밸브가 완전히 열렸을 때 시간당 조절밸브를 통과하는 유량을 말하며, 밸브 양단의 압력차는 9.81×104Pa, 유체의 밀도는 1g·cm3이다.조절 밸브의 유량은 밸브 및 밸브 직경을 합리적으로 선택하는 데 중요한 매개변수입니다. 밸브 직경의 크기는 조절 밸브의 유량을 계산하고 이를 제조업체가 제공한 기술 매개변수와 비교하여 결정됩니다.자동 제어 시스템의 경우 물은 조절 밸브를 통해 흐르는 가장 일반적이고 일반적인 매체이므로 여기서는 조절 밸브의 유량을 소개하기 위해 물을 예로 들어 보겠습니다.　　실제 엔지니어링에서는 밸브 구경에 등급이 지정되며 C 값은 일반적으로 연속 값이 아닙니다(공식으로 계산된 C 값은 연속임).다른 제조업체의 동일한 유형의 제품은 C 값과 구경 대응표가 다릅니다.원하는 C 값을 계산한 후 제조업체의 해당 제품 데이터 시트를 참조하여 필요한 밸브 크기를 결정할 수 있습니다.밸브 구경의 선정 원칙은 계산된 결과에 최대한 가깝거나 커야 하며, 계산된 결과보다 작아서는 안 됩니다.　　5 참고 사항 (1) 밸브의 조절 품질은 연결 파이프의 유량이나 파이프 직경과 관련이 없기 때문에 연결 파이프 직경에 따라 직접 조절 밸브를 선택하는 것은 무리입니다. 밸브의 조절 품질은 물의 저항 및 유속에만 관련됩니다.즉, 시스템 장비가 결정되면 이론적으로 시스템에 적합한 밸브의 이상적인 구경은 하나만 있으며 선택의 폭이 넓지 않습니다.　　(2) 밸브 선택에 있어서 선택한 밸브의 직경이 너무 작으면 시스템의 저항이 증가하고 밸브 직경이 100% 열려도 시스템이 설정된 용량 요구 사항을 충족할 수 없어 심각한 결과를 초래할 수 있습니다. 반면에 밸브는 충분한 유량을 유지하기 위해 시스템을 통해 큰 압력차를 제공해야 하며, 이로 인해 펌프의 부하가 증가하고 밸브가 손상되기 쉽게 되어 밸브 수명에 큰 영향을 미칩니다.　　(3) 밸브 선택에 있어서 직경이 너무 큰 밸브를 선택하면 엔지니어링 비용이 증가할 뿐만 아니라 밸브가 낮은 비율 범위에서 작동하는 경우가 많아 조정 정확도가 떨어지고 제어 성능이 저하되며 시스템이 충격과 진동에 취약해집니다.　　(4) 시스템 제어의 품질을 보장하기 위해 가장 좋은 방법은 시스템의 허용 범위 내에서 더 큰 압력 강하를 얻을 수 있는 밸브 직경을 선택하여 밸브 작동 중 압력 강하의 변화가 가능한 한 작은 것입니다.밸브가 완전히 열린 상태에서 전체 펌프 압력에 대한 압력 강하의 비율이 높을수록 밸브 압력 강하의 상대적인 변화는 작아지고 밸브의 설치 특성은 밸브의 고유 특성에 더 가까워집니다.　　(5) 제어 시스템의 조절 밸브는 가능한 한 일정한 압력 강하 조건에서 작동해야 합니다. 왜냐하면 밸브가 코일과 일치하는지 여부는 고유 특성 및 유량 계수에 따라 달라지고 이러한 밸브 매개변수는 일정한 밸브 압력 강하에 따라 달라지기 때문입니다.　　요약하면, 조절 밸브 설계의 목적은 시스템 제어의 품질 요구 사항을 최대한 보장하는 것입니다. 이를 위해서는 조절 밸브의 구성, 분류 및 특성에 대한 명확한 이해가 필요하며, 이를 바탕으로 올바른 선택 방법을 숙지해야 합니다.또한, 실제 시스템에 대한 조절 밸브를 구성할 때에는 배관 시스템 루프 전체에 대한 상세한 분석을 수행하고 다양한 요소를 종합적으로 고려할 필요가 있습니다.이러한 방법으로만 조절 밸브를 올바르게 선택하여 조절 시스템의 제어 품질을 보장할 수 있습니다.