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关于阀,再扯会儿淡。

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发表于 2024-2-2 12:48:20 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 波塞冬的信徒 于 2024-2-2 16:41 编辑

人说,学而不思则罔,思而不学则殆。

殆,这种事情不会发生在咱身上,因为自知不足,罔,倒时时可见,譬如,“都学过,但是还给老师了”,“查资料”。
究其本因,学,一个章节,读懂,理解,看完,练习也一并练了,目标非常明确;但谈及“思”,目标是啥,有何章法,不遇麻线团,不知惑中惑。
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阀,选型,要给人提条件,介质物性,阻塞流的不说了,关键的参数,一个流量,一个压差,工艺或者做系统设计的人要提供给对方。
对方返回阀门资料,有Cv值,有理想特性曲线。

但实际曲线,可调比验算,阀门开度校核,自己不理解,没人能救得了。

无因次化,约定符号,Q代表流量,L代表行程,P压力,ρ代表密度,C代表流量系数,v指代阀门,管道该用p,重复了,改用t(tube),
s代表阀权度,阀门全开时压差占总压差比例,Ri代表理想可调比,Ra代表实际可调比。

阀门理想特性, (Qv/Qvmax)=f(L/Lmax),Qv=Cv*sqrt(ΔPv/ρ)
按Cv值定义,不考虑ΔPv变化,
(Qv/Qvmax)=[Cv*sqrt(ΔPv/ρ)]/[Cvmax*sqrt(ΔPv/ρ)]=Cv/Cvmax=f(L/Lmax)
即Cv=Cvmax*f(L/Lmax)

阀门实际特性,Qv=Cv*sqrt(ΔPv/ρ), Qv100=Cvmax*sqrt(ΔPvmin/ρ)
厂家返回的Cv值,其实是阀门全开Cvmax,阀门开闭,Cv值也变化。

管道流量近似表达式,Qt=Ct*sqrt(ΔPt/ρ), 管道建成,这个Ct定值,没法调了,但Qt随ΔPt变化而变化。

流量Qv100=Qt,就知道阀权度s,
s=ΔPvmin/(ΔPvmin+ΔPt)=Ct^2/(Cvmax^2+Ct^2)=1/(Cvmax^2/Ct^2+1)

流量Qv=Qt,知道ΔPt=Cv^2/Ct^2*ΔPv=Cvmax^2*[f(L/Lmax)]^2/Ct^2*ΔPv,
ΔPv/(ΔPt+ΔPv)=1/{1+Cvmax^2*[f(L/Lmax)]^2/Ct^2}=1/{1+[f(L/Lmax)]^2*Cvmax^2/Ct^2}

由于Cvmax^2/Ct^2=1/s-1
故ΔPv/(ΔPt+ΔPv)=1/{1+[f(L/Lmax)]^2*(1/s-1)}

铺垫工作做完。
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考虑阀权度s后,系统最大流量Qv100,实际特性,就是求解(Qv/Q100)与(L/Lmax)之间关系。
(Qv/Qv100)=[Cv*sqrt(ΔPv/ρ)]/[Cvmax*sqrt(ΔPvmin/ρ)]=f(L/Lmax)*sqrt(ΔPv/ΔPvmin)

ΔPt是变量,默认总压降不变,ΔPvmin+ΔPt=ΔPt+ΔPv,
ΔPv/ΔPvmin=[ΔPv/(ΔPt+ΔPv)]/[ΔPvmin/(ΔPvmin+ΔPt)]=1/{1+[f(L/Lmax)]^2*(1/s-1)}/s=1/{1+[f(L/Lmax)]^2*(1-s)}


(Qv/Qv100)=f(L/Lmax)*sqrt【1/{1+[f(L/Lmax)]^2*(s-1)}】

中文的中括号都用上了,公式不友好。
明显看出,由于阀权度影响,特性发生变异。

利用阀门Cv值,解算系统Qv100,实际特性方程就定了。
校核某个流量下Q的开度,算出系统总压降ΔPt+ΔPv,算出管道压降ΔPt,解出阀压降ΔPv, 阀权度s,结合理想特性f(L/Lmax),自然能解出无因次量L/Lmax。这个有要求,最大开度≤90%,最小开度≥10%。

在某个工作点下的阀门增益,Qv对L求偏导,就能知道这个阀门还管不管用,偏导数接近0,曲线都平了,那就肯定调不动,死翘翘了。

实际可调比Rs=Qmax/Qmin=Cvmax/Cvmin*sqrt(ΔPvmin/ΔPvmax)=Ri*sqrt(ΔPvmin/ΔPvmax)
ΔPv=ΔPvmax时近似忽略ΔPt,ΔPvmax表示阀门快关上了,压降非常大,近似等于系统总压降ΔPt+ΔPv,ΔPvmax≈ΔPt+ΔPv,
ΔPvmin/ΔPvmax≈s,即Ra≈Ri*sqrt(s),
也有变异,可调比变小了。
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阀门厂家的工程师,不了解系统,没办法帮忙校核。
题外话,液压的阀,零开口四边,惠更斯桥,再串联缸,马达,流量—行程增益,压力—行程增益,流量—压力增益,传函,比这可复杂多了,管道压降不值一提,估计伊顿,帕克的人下探到艾默生,能把艾默生的人打哭。

今日扯淡,完。
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发表于 2024-2-2 13:16:50 | 显示全部楼层
挺好的,读书了

点评

谁都想牵头做系统,热火朝天的干完,东西买了,设备装了,结果在死区,怎么都调不灵。定值还好,随动的要求更高。不会,肉眼可见地上不去。  发表于 2024-2-2 16:51
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论坛元老

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发表于 2024-2-2 16:13:26 | 显示全部楼层
佩服,厉害,如果能做一个总结,不但画龙点睛,更可给俺学习和加油,谢谢。

俺的结论之一;阀门特性由Cv值和行程关系决定,实际特性受阀门状态和管道压降变化影响。

点评

Junior负责Do, Senior兼顾Review,换100个人,都是一样的结果。  发表于 2024-2-2 17:03
就最后那个公式。不是给人写通识读本,鸟思维,先有“Challenge, Problem”, 然后有“Strategy, Plan”, 弄出“Practice, Procedure” ,最后“CheckList”,完结。  发表于 2024-2-2 17:00
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