高精度的氣體介質(zhì)調(diào)節(jié)閥選型計(jì)算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種氣體介質(zhì)調(diào)節(jié)閥選型計(jì)算方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在過程控制的管路系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)閥常用來調(diào)節(jié)系統(tǒng)的流量、壓力、溫度等過程參 數(shù)。調(diào)節(jié)閥的選型過程是指根據(jù)流經(jīng)管路的介質(zhì)壓力、流量、類型、溫度等參數(shù)選用合適類 型和尺寸的調(diào)節(jié)閥。
[0003] 調(diào)節(jié)閥的選型計(jì)算是過程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵步驟，調(diào)節(jié)閥選型不當(dāng)將導(dǎo)致過 程控制系統(tǒng)無法正確調(diào)節(jié)過程參數(shù)、縮短調(diào)節(jié)閥的使用壽命，嚴(yán)重時(shí)甚至引發(fā)安全生產(chǎn)事 故。
[0004] 目前，氣體介質(zhì)的調(diào)節(jié)閥的選型計(jì)算主要依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ANSI/ISA-75.01.01 (IEC60534-2-lMod)-2007進(jìn)行。但是由于該標(biāo)準(zhǔn)提供的計(jì)算方法沒有考慮到氣體介質(zhì)調(diào)節(jié) 閥的壓差比系數(shù)隨閥口開度變化而改變的特性，閥口任意開度下的選型計(jì)算過程都選用閥 口全開時(shí)的壓差比系數(shù)。對(duì)一些壓差比系數(shù)隨閥口的開度改變而變化較大的閥口，該方法 將不能準(zhǔn)確判別介質(zhì)的流態(tài)，進(jìn)而不能正確選用對(duì)應(yīng)的流量系數(shù)計(jì)算公式，最終導(dǎo)致選型 計(jì)算結(jié)果不符合實(shí)際使用要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種使氣體介質(zhì)的調(diào)節(jié)閥的選型計(jì)算結(jié)果更加準(zhǔn)確，滿足 實(shí)際使用要求的高精度的氣體介質(zhì)調(diào)節(jié)閥選型計(jì)算方法。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：
[0007] -種高精度的氣體介質(zhì)調(diào)節(jié)閥選型計(jì)算方法，其特征是:包括下列步驟：
[0008] S1:根據(jù)所選用的閥口類型，得到該閥口的額定流量系數(shù)并將其設(shè)置為Cvi-i，選用 其額定氣體壓差比系數(shù)財(cái)。
[0009] S2:根據(jù)公式計(jì)算氣體比熱比系數(shù)F、膨脹系數(shù)Y
[0010]
[0011] 當(dāng)x<F Χτ，氣體介質(zhì)處于非阻塞流狀態(tài)時(shí)，
[0012]
[0013] 當(dāng)x〉F Χτ，氣體介質(zhì)處于阻塞流狀態(tài)時(shí)，
[0014] Υ = 0.667
[0015] S3:判斷選用閥口的尺寸是否和所連接管道的尺寸一致；
[0016] 若步驟S3中得到閥口的尺寸和所連接管道的尺寸一致，則進(jìn)入步驟S5;
[0017] S5:根據(jù)公式x<F村來判別介質(zhì)是否處于阻塞流狀態(tài);若介質(zhì)處于非阻塞流狀態(tài)， 則進(jìn)入步驟S7，否則進(jìn)入步驟S8;
[0018] S7:調(diào)用下列公式計(jì)算流量系數(shù)Cvi:
[0019]
[0020] S8:調(diào)用下列公式計(jì)算流量系數(shù)Cvi:
[0021]
[0022]若步驟S3中得到閥口的尺寸和所連接管道的尺寸不一致，則進(jìn)入步驟S4:計(jì)算帶 接管的管道幾何形狀系數(shù)Fp和壓差比系數(shù)Χτρ
[0025] S6:根據(jù)公式x<F Χτ來判別介質(zhì)是否處于阻塞流狀態(tài);若介質(zhì)處于非阻塞流狀態(tài)， 則進(jìn)入步驟S9，否則進(jìn)入步驟S10;
[0026] S9:調(diào)用下列公式計(jì)算流量系數(shù)：
[0027]
[00%] S10:調(diào)用下列公式計(jì)算流量系數(shù)：
[0029]
[0030] S11:判斷I Cvi-Cvi-i I的值是否小于0.1，若小于等于0.1貝撮終計(jì)算的流量系數(shù)Cv 即為Cvi;若大于0.1則進(jìn)入步驟S12;
[0031] S12:根據(jù)Cvi計(jì)算該流量系數(shù)下閥口對(duì)應(yīng)的開度；
[0032] S13:根據(jù)得到的閥口開度選取對(duì)應(yīng)的氣體壓差比系數(shù)Χτ。
[0033] 重新從步驟S3開始循環(huán)計(jì)算流量系數(shù)直至S11中I Cvi-Cvi-i I的值小于等于0.1的條 件得到滿足后結(jié)束計(jì)算；
[0034] 最終閥口流量系數(shù)的計(jì)算值Cv=Cvi。
[0035] :步驟S7中Cvi的計(jì)算公式可W采用下列公式：
[0036]
[0037] 或步驟S7中Cvi的計(jì)算公式采用下列公式：
[00；3 引
[0039] 或步驟S7中Cvi的計(jì)算公式采用下列公式：
[0040]
[0041 ]本發(fā)明在ANSVISA-75.01.01(IEC 60534-2-lMod)-2007中氣體介質(zhì)流量系數(shù)計(jì) 算部分的基礎(chǔ)上對(duì)計(jì)算過程進(jìn)行改進(jìn)，根據(jù)閥口開度的變化選用相應(yīng)的壓差比系數(shù)，并對(duì) 流量系數(shù)進(jìn)行迭代運(yùn)算，使氣體介質(zhì)的調(diào)節(jié)閥的選型計(jì)算結(jié)果更加準(zhǔn)確，滿足實(shí)際使用要 求。
[0042] 本發(fā)明介質(zhì)流態(tài)判別結(jié)果能符合實(shí)際工況;計(jì)算結(jié)果中閥口流量系數(shù)、閥口開度 和壓差比系數(shù)能相互對(duì)應(yīng);本發(fā)明方法流程清晰，非常適合軟件編程實(shí)現(xiàn)，計(jì)算效率高。
[0043] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0044] 圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的流程示意圖、
[0045] 計(jì)算過程中設(shè)及到的參數(shù)如表1所示。
[0046] 表1計(jì)算過程中設(shè)及的參數(shù)
[0047]

【具體實(shí)施方式】
[004引一種高精度的氣體介質(zhì)調(diào)節(jié)閥選型計(jì)算方法，其特征是:包括下列步驟：
[0049] S1:根據(jù)所選用的閥口類型，得到該閥口的額定流量系數(shù)并將其設(shè)置為Cvi-i，選用 其額定氣體壓差比系數(shù)Χτ。
[0050] S2:根據(jù)公式計(jì)算氣體比熱比系數(shù)F、膨脹系數(shù)Υ
[0化1 ]
[0化2]當(dāng)x<F Χτ，氣體介質(zhì)處于非阻塞流狀態(tài)時(shí)，
[0化3]
[0化4]當(dāng)x〉F Χτ，氣體介質(zhì)處于阻塞流狀態(tài)時(shí)，
[0化5] Υ = 〇.667
[0056] S3:判斷選用閥口的尺寸是否和所連接管道的尺寸一致；
[0057] 若步驟S3中得到閥口的尺寸和所連接管道的尺寸一致，則進(jìn)入步驟S5;
[0058] S5:根據(jù)公式x<F Χτ來判別介質(zhì)是否處于阻塞流狀態(tài);若介質(zhì)處于非阻塞流狀態(tài)， 則進(jìn)入步驟S7，否則進(jìn)入步驟S8;
[0059] S7:調(diào)用下列公式計(jì)算流量系數(shù)Cvi:
[0060]
[0061] S8:調(diào)用下列公式計(jì)算流量系數(shù)Cvi:
[0062]
[0063]若步驟S3中得到閥口的尺寸和所連接管道的尺寸不一致，則進(jìn)入步驟S4:計(jì)算帶 接管的管道幾何形狀系數(shù)Fp和壓差比系數(shù)Χτρ
[0066] S6:根據(jù)公式x<F Χτ來判別介質(zhì)是否處于阻塞流狀態(tài);若介質(zhì)處于非阻塞流狀態(tài)， 則進(jìn)入步驟S9，否則進(jìn)入步驟S10;
[0067] S9:調(diào)用下列公式計(jì)算流量系數(shù)：
[006引
[0069] S10:調(diào)用下列公式計(jì)算流量系數(shù)：
[0070]
[007。 S11:判斷I Cvi-Cvi-11的值是否小于0.1，若小于等于0.1貝撮終計(jì)算的流量系數(shù)Cv 即為Cvi;若大于0.1則進(jìn)入步驟S12;
[0072] S12:根據(jù)Cvi計(jì)算該流量系數(shù)下閥口對(duì)應(yīng)的開度；
[0073] S13:根據(jù)得到的閥口開度選取對(duì)應(yīng)的氣體壓差比系數(shù)Χτ。
[0074] 重新從步驟S3開始循環(huán)計(jì)算流量系數(shù)直至S11中I Cvi-Cvi-i I的值小于等于0.1的條 件得到滿足后結(jié)束計(jì)算；
[00巧]最終閥口流量系數(shù)的計(jì)算值Cv=Cvi。
[0076] :步驟S7中Cvi的計(jì)算公式可W采用下列公式：
[0077]
7
[007引或步驟S7中Cvi的計(jì)算公式采用下列公式：
[0079]
[0080] 或步驟S7中Cvi的計(jì)算公式采用下列公式：
[0081]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高精度的氣體介質(zhì)調(diào)節(jié)閥選型計(jì)算方法，其特征是:包括下列步驟： S1:根據(jù)所選用的閥門類型，得到該閥門的額定流量系數(shù)并將其設(shè)置為Cvh，選用其額 定氣體壓差比系數(shù)Χτ。 S2:根據(jù)公式計(jì)算氣體比熱比系數(shù)F、膨脹系數(shù)Υ當(dāng)x〈F Χτ，氣體介質(zhì)處于非阻塞流狀態(tài)時(shí)，當(dāng)x>F Χτ，氣體介質(zhì)處于阻塞流狀態(tài)時(shí)， Υ = 0·667 S3:判斷選用閥門的尺寸是否和所連接管道的尺寸一致； 若步驟S3中得到閥門的尺寸和所連接管道的尺寸一致，則進(jìn)入步驟S5; S5:根據(jù)公式x〈F Χτ來判別介質(zhì)是否處于阻塞流狀態(tài);若介質(zhì)處于非阻塞流狀態(tài)，則進(jìn) 入步驟S7，否則進(jìn)入步驟S8; S7:調(diào)用下列公式計(jì)算流量系數(shù)CVl:S8:調(diào)用下列公式計(jì)算流量系數(shù)CVl:若步驟S3中得到閥門的尺寸和所連接管道的尺寸不一致，則進(jìn)入步驟S4:計(jì)算帶接管 的管道幾何形狀系數(shù)Fp和壓差比系數(shù)XtpS6:根據(jù)公式x〈F Χτ來判別介質(zhì)是否處于阻塞流狀態(tài);若介質(zhì)處于非阻塞流狀態(tài)，則進(jìn) 入步驟S9，否則進(jìn)入步驟S10; S9:調(diào)用下列公式計(jì)算流量系數(shù)：S10:調(diào)用下列公式計(jì)算流量系數(shù)：S11:判斷I Cn-CvH I的值是否小于0.1，若小于等于0.1則最終計(jì)算的流量系數(shù)Cv即為 CVi;若大于0.1則進(jìn)入步驟S12; S12:根據(jù)(^計(jì)算該流量系數(shù)下閥門對(duì)應(yīng)的開度； S13:根據(jù)得到的閥門開度選取對(duì)應(yīng)的氣體壓差比系數(shù)Χτ。 重新從步驟S3開始循環(huán)計(jì)算流量系數(shù)直至S11中| Cn-CvH |的值小于等于0.1的條件得 到滿足后結(jié)束計(jì)算； 最終閥門流量系數(shù)的計(jì)算值Cv = Cvi。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度的氣體介質(zhì)調(diào)節(jié)閥選型計(jì)算方法，其特征是:步驟S7中 CVl的計(jì)算公式采用下列公式：〇3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度的氣體介質(zhì)調(diào)節(jié)閥選型計(jì)算方法，其特征是:步驟S7中 CVl的計(jì)算公式采用下列公式：4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度的氣體介質(zhì)調(diào)節(jié)閥選型計(jì)算方法，其特征是:步驟S7中 CVl的計(jì)算公式采用下列公式：
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高精度的氣體介質(zhì)調(diào)節(jié)閥選型計(jì)算方法，在選用閥門全開時(shí)的壓差比系數(shù)得到初始流量系數(shù)后，考慮壓差比系數(shù)隨閥門開度變化的特性，反復(fù)迭代計(jì)算，最終得到給定工況下閥門正確的流量系數(shù)。本發(fā)明在？ANSI/ISA-75.01.01(IEC？60534-2-1？Mod)-2007？中氣體介質(zhì)流量系數(shù)計(jì)算部分的基礎(chǔ)上對(duì)計(jì)算過程進(jìn)行改進(jìn)，根據(jù)閥門開度的變化選用相應(yīng)的壓差比系數(shù)，并對(duì)流量系數(shù)進(jìn)行迭代運(yùn)算，使氣體介質(zhì)的調(diào)節(jié)閥的選型計(jì)算結(jié)果更加準(zhǔn)確，滿足實(shí)際使用要求。
【IPC分類】G06F19/00
【公開號(hào)】CN105631232
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610078499
【發(fā)明人】陳林, 葛黎明, 陸賽浩
【申請(qǐng)人】江蘇神通閥門股份有限公司
【公開日】2016年6月1日
【申請(qǐng)日】2016年2月3日