Что показывает расходная характеристика
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Рабочая расходная характеристика
Рабочая расходная характеристика имеет наибольшее значение, так как она служит статической характеристикой регулирующего клапана. От формы этой характеристики зависит, будет ли клапан являться линейным или нелинейным элементом в системе управления. Соотношение между величиной гидравлического сопротивления регулирующего клапана и величиной гидравлического сопротивления линии до и после него влияет на форму рабочей расходной характеристики. Рабочая характеристика тем больше отличается по форме от идеальной расходной характеристики, чем меньше коэффициент сопротивления полностью открытого регулирующего клапана по отношению к коэффициенту сопротивления всей линии. Если это отношение невелико, то при малых открытиях регулирующий клапан особенно резко изменяет расход проходящей через него среды. [1]
Рабочая расходная характеристика может быть определена расчетным путем или экспериментально. Расчетные методы обычно применяются при проектировании АСР. [2]
Рабочая расходная характеристика отражает особенности самого регулирующего органа, протекающего через него потока, регулирующей системы и источника жидкости. [4]
Рабочая расходная характеристика определяет зависимость расхода в рабочих условиях от перемещения затвора. [5]
Рабочая расходная характеристика клапана впрыска проверяется экспериментально при прямом и обратном ходах клапана. Для этого изменяют степень открытия клапана на равные значения ( например, через 10 % по указателю положения) и записывают расход воды по штатному прибору. По результатам измерения строят характеристику Wf ( h), по которой определяют скорость регулирования в пределах рабочего диапазона регулирования. Крутизна расходной характеристики клапана не должна изменяться более чем в 2 раза в пределах рабочего диапазона. Начальный пропуск клапана не должен превышать 10 % максимального расхода. [6]
Если рабочая расходная характеристика выбранного регулирующего органа имеет вид, неблагоприятный для регулирования, то применяются нелинейные связи между регулирующими органами и сервоприводом. [7]
Расчет рабочей расходной характеристики клапана производят при необходимости проверки ее соответствия желаемой форме ( рис. 4.8), которая выбирается в зависимости от режима работы котла. [9]
Наилучшим видом рабочей расходной характеристики для многих случаев регулирования является линейная характеристика. [11]
Наилучшим видом рабочей расходной характеристики в большинстве случаев является линейная характеристика. [13]
От формы рабочих расходных характеристик в значительной степени зависит качество процесса регулирования. Если статическая характеристика регулируемого объекта, на котором установлен регулирующий орган, прямолинейна, то наиболее приемлемой формой рабочей расходной характеристики является линейная форма. Если же динамическая характеристика регулируемого объекта ухудшается при уменьшении нагрузки, то более подходящей формой рабочей расходной характеристики будет параболическая или логарифмическая. [14]
На форму рабочей расходной характеристики может значительно влиять характеристика источника жидкости. Когда величина напора источника жидкости является функцией нагрузки или положения подвижной части регулирующего органа, производится корректировка расходной характеристики регулирующего органа с учетом изменения напора. [15]
Технические характеристики регулирующих клапанов
Пропускная способность регулирующего клапана Kvs — значение коэффициента пропускной способности Kvs численно равно расходу воды через клапан в м³/ч с температурой 20°C при котором потери давления на нём составят 1бар. Расчёт пропускной способности регулирующего клапана под конкретные параметры системы вы можете выполнить в разделе сайта Расчёты.
DN регулирующего клапана — номинальный диаметр отверстия в присоединительных патрубках. Значение DN применяется для унификации типоразмеров трубопроводной арматуры. Фактический диаметр отверстия может незначительно отличаться от номинального в большую или меньшую сторону. Альтернативным обозначением номинального диаметра DN, распространённым в странах постсоветского пространства, был условный диаметр Ду регулирующего клапана. Ряд условных проходов DN трубопроводной арматуры регламентирован ГОСТ 28338-89 «Проходы условные (размеры номинальные)».
Динамический диапазон регулирования, это отношение наибольшей пропускной способности регулирующего клапана при полностью открытом затворе (Kvs) к наименьшей пропускной способности (Kv), при которой сохраняется заявленная расходная характеристика. Динамический диапазон регулирования ещё называют регулирующим отношением.
Так, например, динамический диапазон регулирования клапана равный 50:1 при Kvs 100, означает, что клапан может управлять расходом в 2м³/ч, сохраняя зависимости присущие его расходной характеристике.
Большинство регулирующих клапанов обладают динамическими диапазонами регулирования 30:1 и 50:1, но существуют и клапаны с очень хорошими регулирующими свойствами, их диапазон регулирования равен 100:1.
Авторитет регулирующего клапана — характеризует регулирующую способность клапана. Численно значение авторитета равно отношению потерь давления на полностью открытом затворе клапана к потерям давления на регулируемом участке.
Рекомендуется терять на регулирующем клапане с линейной характеристикой не менее 50% располагаемого напора на участке, а на клапане с логарифмической характеристикой не менее 10%.
Расходная характеристика регулирующего клапана отображает зависимость изменения относительного расхода через клапан от изменения относительного хода штока регулирующего клапана при постоянном перепаде давления на нём.
Линейная расходная характеристика — одинаковые приросты относительного хода штока вызывают одинаковые приросты относительного расхода. Регулирующие клапаны с линейной расходной характеристикой применяются в системах, где существует прямая зависимость между управляемой величиной и расходом среды. Регулирующие клапаны с линейной расходной характеристикой идеально подходят для поддержания температуры смеси теплоносителя в тепловых пунктах с зависимым подключением к тепловой сети.
Параболическая расходная характеристика — зависимость относительного прироста расхода от относительного хода штока подчиняется квадратичному закону (проходит по параболе). Регулирующие клапаны с параболической расходной характеристикой применяются как компромисс между клапанами с линейной и равнопроцентной характеристиками.
2.3. РАСХОДНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
Расходная характеристика определяется как функциональная зависимость коэффициента расхода от положения затвора регулирующего элемента.
Av = Av (H), Kv = Kv (H)
Относительный коэффициент расхода это отношение между моментальным коэффициентом расхода Аv, Kv и условным коэффициентом расхода Аvs, Kvs, заданным производителем. 
Относительная расходная характеристика это функциональная зависимость относительного коэффициента расхода Ф от относительного положения затвора регулирующего элемента h, который образован отношением между моментальным ходом арматуры H и ее условным ходом H100
Ф=Ф(h)
2.3.2. Линейная расходная характеристика
2.3.3. Равнопроцентная расходная характеристика
Идеальной равнопроцентной относительной расходной характеристикой регулирующей арматуры является такая характеристика (см. рис.2.2, R), в которой одинаковые приросты относительного хода h вызывают одинаковые процентные приросты относительного коэффициента расхода Ф.
2.3.4. Параболическая расходная характеристика
Следующая характеристика не часто применяемая параболическая расходная характеристика (см.рис.2.2, Р), форму которой можно считать компромиссом между линейной и равнопроцентной характеристиками.
Математическое выражение 
2.3.5. Расходная характеристика LDMspline®
На практике, главным образом в области отопления и кондиционирования, часто используются так называемые модифицированные характеристики, исходящие в принципе из равнопроцентной характеристики, которые могут больше соответствовать характеру регулируемого оборудования, особенно теплообменникам типа вода-вода и элементам на горячий воздух. Такие кривые часто называют модифицированными равнопроцентными характеристиками (EQM), см.рис.2.5.
Характеристика LDMspline® (см.рис 2.2, S) это специально разработанная и оптимизированная форма характеристики для применения в области отопления, а именно, для регулирования с использованием теплообменников типа вода-вода.
Полиномическое выражение для теоретического регулирующего отношения 50 : 1
Преимуществом данной характеристики является более точное регулирование указанных тепловых установок по всей длине хода по сравнению с равнопроцентной характеристикой, и более того, в расчете уже предусмотрена ее рабочая деформация при работе с низшим авторитетом (см. параграф 2.5). Остальные свойства и область применения приближаются к равнопроцентной характеристике, только с той разницей, что здесь акцентируется внимание на способности регулирования в области первых 15 до 50% ходов, что статистически соответствует самому распространенному режиму отопительных систем в переходном периоде.
В предыдущих абзацах были указаны формы нескольких, чаще всех использованных характеристик и целесообразность их применения. Но прежде всего, необходимо уяснить себе тот факт, что более важным для исправной работы вентиля является правильное определение коэффициента расхода Kvs (не завышать размеры), чем идеальная форма его характеристики, так как завышенные размеры вентиля не всегда могут быть компенсированы его характеристикой. (см. параграф 2.5).
2.3.6. Отклонения от формы характеристики
Расходные характеристики и пропускная способность
Зависимость пропускной способности от хода плунжера при постоянном перепаде давлений на клапане определяет собой пропускную характеристику регулирующего клапана. Она зависит от профиля плунжера. Наиболее часто применяются линейная и равнопроцентная пропускные характеристики. В отдельных случаях характеристика может быть специальной.
При линейной пропускной характеристике обеспечивается пропорциональная зависимость между пропускной способностью клапана и ходом плунжера. При равнопроцентной пропускной характеристике обеспечивается приращение пропускной способности клапана пропорционально текущему значению пропускной способности по ходу клапана.
Пропускная способность регулирующих клапанов определяется по следующим формулам, исходя из необходимых параметров:
| Град. давл. \ Среда | Жидкости | Газы | Водяной пар | ||
| м 3 /ч | кг/ч | м 3 /ч | кг/ч | кг/ч | |
 |  |  |  |  |  |
 | |||||
 |  |  |  | ||
 | |||||
P1 (бар) – абсолютное давление;
P2 (бар) – абсолютное давление;
ΔP (бар) – абсолютное давление;
QG (м 3 /ч) – расход газообразных веществ;
ρ (кг/м 3 ) – плотность жидкостей;
ρG (кг/м 3 ) – плотность газообразных веществ при 0°C и 1013 мбар;
Условный диаметр прохода плунжерного клапана соответствует определенным диапазонам значения Kvy
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Вид расходных характеристик зависит от конфигурации регулирующей детали регулятора и от перепада давления на регулирующем органе. Для автоматического регулирования расхода пара с использованием регуляторов с учетом назначения регулирующего органа и режимов его работы более всего подходит линейная и рав-нопроцентная расходная характеристика. [1]
Вид расходной характеристики клапана в системе автоматического регулирования определяется двумя факторами: собственной расходной характеристикой клапана и зависимостью между расходом через клапан и перепадом давления на клапане. Рассмотрим процесс регулирования расхода с помощью регулирующего клапана, когда суммарный перепад давления на клапане, объекте и трубопроводе постоянен. Если при нормальном расходе через клапан перепад давления на нем равен половине полного перепада давления в системе, то увеличение расхода на 20 % приводит к тому, что падение давления в трубопроводе и в объекте увеличивается примерно в 1 4 раза и на долю клапана остается примерно 30 % полного перепада давления. Таким образом, для того чтобы увеличить расход через клапан на 20 %, следует переместить шток клапана на большую величину, чем это следует из собственной расходной характеристики клапана. [2]
Наилучшим видом расходной характеристики для большинства случаев регулирования является линейная характеристика, при которой регулируемый расход среды изменяется пропорционально перемещению регулирующего органа. [4]
Выбор вида расходной характеристики регулирующего органа должен проводиться с учетом анализа динамики работы объекта и возможных возмущений. [5]
По виду расходной характеристики дроссели делят на линейные и нелинейные. [6]
Пневмосопротивление принято классифицировать по характеру течения газа, виду расходной характеристики и функциональному назначению. [7]
Таким образом, рассмотрение воздействий различного рода на систему регулирования приводит к отбору двух видов расходных характеристик : линейной и равнопроцентной. Совпадение их названий с названиями пропускных характеристик может привести к неверному выбору пропускной, когда требуется линейная расходная характеристика. Равнопроцентную расходную характеристику обеспечит равнопроцентная пропускная и ( при большом п) затвор со специальной профилировкой, или специальная пропускная характеристика. [8]
По сравнению с тарельчатым клапаном дроссельный клапан с плунжером в виде параболического конуса обладает почти линейной расходной характеристикой при большем диапазоне перемещений штока. В этом случае площадь проходного сечения для потока равна площади кольцеобразной щели между плунжером и седлом клапана. Плунжер можно изготовить таким образом, чтобы расходная характеристика регулирующего клапана была абсолютно линейной, однако выигрыш при этом невелик, так как вид расходной характеристики изменяется в зависимости от перепада давления на клапане. [14]