高精度的气体介质调节阀选型计算方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种气体介质调节阀选型计算方法。
【背景技术】
[0002] 在过程控制的管路系统中，调节阀常用来调节系统的流量、压力、溫度等过程参 数。调节阀的选型过程是指根据流经管路的介质压力、流量、类型、溫度等参数选用合适类 型和尺寸的调节阀。
[0003] 调节阀的选型计算是过程控制系统设计中的关键步骤，调节阀选型不当将导致过 程控制系统无法正确调节过程参数、缩短调节阀的使用寿命，严重时甚至引发安全生产事 故。
[0004] 目前，气体介质的调节阀的选型计算主要依据标准ANSI/ISA-75.01.01 (IEC60534-2-lMod)-2007进行。但是由于该标准提供的计算方法没有考虑到气体介质调节 阀的压差比系数随阀口开度变化而改变的特性，阀口任意开度下的选型计算过程都选用阀 口全开时的压差比系数。对一些压差比系数随阀口的开度改变而变化较大的阀口，该方法 将不能准确判别介质的流态，进而不能正确选用对应的流量系数计算公式，最终导致选型 计算结果不符合实际使用要求。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种使气体介质的调节阀的选型计算结果更加准确，满足 实际使用要求的高精度的气体介质调节阀选型计算方法。
[0006] 本发明的技术解决方案是：
[0007] -种高精度的气体介质调节阀选型计算方法，其特征是:包括下列步骤：
[0008] S1:根据所选用的阀口类型，得到该阀口的额定流量系数并将其设置为Cvi-i，选用 其额定气体压差比系数财。
[0009] S2:根据公式计算气体比热比系数F、膨胀系数Y
[0010]
[0011] 当x<F Χτ，气体介质处于非阻塞流状态时，
[0012]
[0013] 当x〉F Χτ，气体介质处于阻塞流状态时，
[0014] Υ = 0.667
[0015] S3:判断选用阀口的尺寸是否和所连接管道的尺寸一致；
[0016] 若步骤S3中得到阀口的尺寸和所连接管道的尺寸一致，则进入步骤S5;
[0017] S5:根据公式x<F村来判别介质是否处于阻塞流状态;若介质处于非阻塞流状态， 则进入步骤S7，否则进入步骤S8;
[0018] S7:调用下列公式计算流量系数Cvi:
[0019]
[0020] S8:调用下列公式计算流量系数Cvi:
[0021]
[0022]若步骤S3中得到阀口的尺寸和所连接管道的尺寸不一致，则进入步骤S4:计算带 接管的管道几何形状系数Fp和压差比系数Χτρ
[0025] S6:根据公式x<F Χτ来判别介质是否处于阻塞流状态;若介质处于非阻塞流状态， 则进入步骤S9，否则进入步骤S10;
[0026] S9:调用下列公式计算流量系数：
[0027]
[00%] S10:调用下列公式计算流量系数：
[0029]
[0030] S11:判断I Cvi-Cvi-i I的值是否小于0.1，若小于等于0.1贝撮终计算的流量系数Cv 即为Cvi;若大于0.1则进入步骤S12;
[0031] S12:根据Cvi计算该流量系数下阀口对应的开度；
[0032] S13:根据得到的阀口开度选取对应的气体压差比系数Χτ。
[0033] 重新从步骤S3开始循环计算流量系数直至S11中I Cvi-Cvi-i I的值小于等于0.1的条 件得到满足后结束计算；
[0034] 最终阀口流量系数的计算值Cv=Cvi。
[0035] :步骤S7中Cvi的计算公式可W采用下列公式：
[0036]
[0037] 或步骤S7中Cvi的计算公式采用下列公式：
[00；3 引
[0039] 或步骤S7中Cvi的计算公式采用下列公式：
[0040]
[0041 ]本发明在ANSVISA-75.01.01(IEC 60534-2-lMod)-2007中气体介质流量系数计 算部分的基础上对计算过程进行改进，根据阀口开度的变化选用相应的压差比系数，并对 流量系数进行迭代运算，使气体介质的调节阀的选型计算结果更加准确，满足实际使用要 求。
[0042] 本发明介质流态判别结果能符合实际工况;计算结果中阀口流量系数、阀口开度 和压差比系数能相互对应;本发明方法流程清晰，非常适合软件编程实现，计算效率高。
[0043] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0044] 图1是本发明一个实施例的流程示意图、
[0045] 计算过程中设及到的参数如表1所示。
[0046] 表1计算过程中设及的参数
[0047]
【具体实施方式】
[004引一种高精度的气体介质调节阀选型计算方法，其特征是:包括下列步骤：
[0049] S1:根据所选用的阀口类型，得到该阀口的额定流量系数并将其设置为Cvi-i，选用 其额定气体压差比系数Χτ。
[0050] S2:根据公式计算气体比热比系数F、膨胀系数Υ
[0化1 ]
[0化2]当x<F Χτ，气体介质处于非阻塞流状态时，
[0化3]
[0化4]当x〉F Χτ，气体介质处于阻塞流状态时，
[0化5] Υ = 〇.667
[0056] S3:判断选用阀口的尺寸是否和所连接管道的尺寸一致；
[0057] 若步骤S3中得到阀口的尺寸和所连接管道的尺寸一致，则进入步骤S5;
[0058] S5:根据公式x<F Χτ来判别介质是否处于阻塞流状态;若介质处于非阻塞流状态， 则进入步骤S7，否则进入步骤S8;
[0059] S7:调用下列公式计算流量系数Cvi:
[0060]
[0061] S8:调用下列公式计算流量系数Cvi:
[0062]
[0063]若步骤S3中得到阀口的尺寸和所连接管道的尺寸不一致，则进入步骤S4:计算带 接管的管道几何形状系数Fp和压差比系数Χτρ
[0066] S6:根据公式x<F Χτ来判别介质是否处于阻塞流状态;若介质处于非阻塞流状态， 则进入步骤S9，否则进入步骤S10;
[0067] S9:调用下列公式计算流量系数：
[006引
[0069] S10:调用下列公式计算流量系数：
[0070]
[007。 S11:判断I Cvi-Cvi-11的值是否小于0.1，若小于等于0.1贝撮终计算的流量系数Cv 即为Cvi;若大于0.1则进入步骤S12;
[0072] S12:根据Cvi计算该流量系数下阀口对应的开度；
[0073] S13:根据得到的阀口开度选取对应的气体压差比系数Χτ。
[0074] 重新从步骤S3开始循环计算流量系数直至S11中I Cvi-Cvi-i I的值小于等于0.1的条 件得到满足后结束计算；
[00巧]最终阀口流量系数的计算值Cv=Cvi。
[0076] :步骤S7中Cvi的计算公式可W采用下列公式：
[0077]
7
[007引或步骤S7中Cvi的计算公式采用下列公式：
[0079]
[0080] 或步骤S7中Cvi的计算公式采用下列公式：
[0081]
【主权项】
1. 一种高精度的气体介质调节阀选型计算方法，其特征是:包括下列步骤： S1:根据所选用的阀门类型，得到该阀门的额定流量系数并将其设置为Cvh，选用其额 定气体压差比系数Χτ。 S2:根据公式计算气体比热比系数F、膨胀系数Υ当x〈F Χτ，气体介质处于非阻塞流状态时，当x>F Χτ，气体介质处于阻塞流状态时， Υ = 0·667 S3:判断选用阀门的尺寸是否和所连接管道的尺寸一致； 若步骤S3中得到阀门的尺寸和所连接管道的尺寸一致，则进入步骤S5; S5:根据公式x〈F Χτ来判别介质是否处于阻塞流状态;若介质处于非阻塞流状态，则进 入步骤S7，否则进入步骤S8; S7:调用下列公式计算流量系数CVl:S8:调用下列公式计算流量系数CVl:若步骤S3中得到阀门的尺寸和所连接管道的尺寸不一致，则进入步骤S4:计算带接管 的管道几何形状系数Fp和压差比系数XtpS6:根据公式x〈F Χτ来判别介质是否处于阻塞流状态;若介质处于非阻塞流状态，则进 入步骤S9，否则进入步骤S10; S9:调用下列公式计算流量系数：S10:调用下列公式计算流量系数：S11:判断I Cn-CvH I的值是否小于0.1，若小于等于0.1则最终计算的流量系数Cv即为 CVi;若大于0.1则进入步骤S12; S12:根据(^计算该流量系数下阀门对应的开度； S13:根据得到的阀门开度选取对应的气体压差比系数Χτ。 重新从步骤S3开始循环计算流量系数直至S11中| Cn-CvH |的值小于等于0.1的条件得 到满足后结束计算； 最终阀门流量系数的计算值Cv = Cvi。2. 根据权利要求1所述的高精度的气体介质调节阀选型计算方法，其特征是:步骤S7中 CVl的计算公式采用下列公式：〇3. 根据权利要求1所述的高精度的气体介质调节阀选型计算方法，其特征是:步骤S7中 CVl的计算公式采用下列公式：4. 根据权利要求1所述的高精度的气体介质调节阀选型计算方法，其特征是:步骤S7中 CVl的计算公式采用下列公式：
【专利摘要】本发明公开了一种高精度的气体介质调节阀选型计算方法，在选用阀门全开时的压差比系数得到初始流量系数后，考虑压差比系数随阀门开度变化的特性，反复迭代计算，最终得到给定工况下阀门正确的流量系数。本发明在？ANSI/ISA-75.01.01(IEC？60534-2-1？Mod)-2007？中气体介质流量系数计算部分的基础上对计算过程进行改进，根据阀门开度的变化选用相应的压差比系数，并对流量系数进行迭代运算，使气体介质的调节阀的选型计算结果更加准确，满足实际使用要求。
【IPC分类】G06F19/00
【公开号】CN105631232
【申请号】CN201610078499
【发明人】陈林, 葛黎明, 陆赛浩
【申请人】江苏神通阀门股份有限公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2016年2月3日