摘要 笔者根据经验提出了这样一个问题：如何利用工艺提供的压力P1和P2，采用较简单的方法以代替PV1和PV2，来较准确地计算调节阀的流通能力C。本文对此做了讨论与分析．
关键字 调节阀 选型 计算 调节阀阀前压力 阀后压力 确定方法
一、问题的提出
调节阀选型时，首先要根据工艺条件计算成本出流通能力C的值，再根据C值，选择适当的调节阀。计算流通能力，有各种方法，但无论用什么方法，都要用到调节阀前、后两个压力PV1和PV2。实际上，这两个压力是很难确定的。搞工艺的同志一般只能提供上、下游离调节阀*近的某两个压力稳定点的压力P1和P2。这样，在某些场合计算出来的流通能力会不准确，选出来的调节阀常常偏小，有时会影响到调节系统工程的品质。为此，笔者根据经验提出了这样一个问题：如何利用工艺提供的压力P1和P2，采用较简单的方法以代替PV1和PV2，来较准确地计算调节阀的流通能力C。
二、问题的讨论
调节阀在系统中的位置和系统的压力分布情况如图一所示。
图一 调节阀系统及其压力分布示意
为了讨论和方便，先作几个约定。
A，B—上、下游离调节阀*近的压力稳定点。
VA，VB—调节阀前、后的测压点。
P1，P2工艺提供的压力稳定点的压力。
PV1，Pv2—调节阀前、后的压力。
根据上述约定，系统压降，调节阀全开时的*小阀压降，上游、下游*大压降分别为：
△P=P1—P2 (1)
△PV=PV1—PV2 (2)
△PV=P1—PV1 (3)
△PV2=PV2—P2 (4)
调节阀压降比的定义为：S=△PV/(PV1+△P+△PV2V)=△PV/△P (5)
其含义是：当调节阀全开时，调节阀两端的压降所占系统压降的份额。请见有关资料【1】更小详述。
由式(5)得：△PV=S·△P(6)
可见：电器化有当S=1时．系统压降才与阀压降相等。换句话说：只有选S为1时，工艺提出的压力P1、P2才能代替阀前、后的压力PV1、PV2来计算调节阀的流通能力。否则计算意是有误差的。
事实上，一般S取值意是在0.3～0.5之间，对于高压系统．为了节能起见应取得小些，如0.15。*近有一种新产品低压降比节能调节阀根据它的特殊性能，可将s取得更小如0.1。这样，P1、P2与PV1、PV2的偏离会更大，更有必要对其进行修正了。当然，如果调节阀用来调节泵进、出的回流量的话，S也可选得大些，如0.8-0.9。
三、阀前相对压降
实际的调节阀系统要比图一所示的复杂。上、下游的管道有长短、弯头、手动阀等阻力件有多少。简单地说，调节阀上、下游的阻力情况随着调节阀在系统工程中的位置不同而不同的，有时甚至相差颇大。由于某种原因这个原因，要如实反映出阀前、阀后的压力PV1和PV2就得进行必要的计算。
我们定义：η=△PV1/△P(7)
η叫做阀前相对压降它可表示调节阀在系统中的位置如阀V紧靠稳压点A，则η=0：而阀v紧靠稳点B，则η=1；若η=0.5．则表示阀v的位置在系统的中间
将式(3)和式(2)分别代入式(7)和式(6)．整理得：
PV1=P1一η·△P (8)
PV1一PV2=S·△P (9)
将式(8)代入式(9)得：
PV2=PV1－S·△P=P1－(η+S) △P(10)
将(8)，(10)两式加得：PV1+PV2=2PV1--S·△P=2P1一(2η+S) △P (11)
式(8)～(11)就是用P1，P2代替PV1、PV2的计算公式。
其实式(9)就是式(6)，它表明阀压降与η无关．也就是说调节阀无论在什么位置，其阀压降总是不变的。但是用P1代替PV1，用P1+P2代替PV1+PV2的话，就与η有关了。也就是说，调节阀在系统中的位置不同，用P1，P2计算出来的C值是不同的。
另外，由图一可知，稳压点B的压力总是比阀后压力小：P2≤PV2(12)将关系式(9)代入，即：
P2≤P1－(η+S)△P (13)经整理得：η≤1一S(14)
由此可见，阀前相对压降η是受压降比S的制约的。在η取值时应注意这个限制。
表一列举了一些数据通信，可以看出：即使P1、P2不变，PV1、PV2这两个值也是随着η的变化莫测而变化莫测的。其变化莫测的程度不同有时不可忽视，特别是系统的总压降△P较大和调节阀压降比S较小时，更是如此
四． 比长度λ
把调节阀系统工程的各段局部压力降分别求出，再根据公式(7)的定义，可以求出其所需的η值．不过，这个方法比较麻烦，不足取。为此，笔者定义了另一个参数：
λ=△PV1/(△PV1+△PV2) (15)
根据流体流动的理论［2］，液体估某一段管道内流动，其管道两端的压力降△Pi与其摩擦系数ξi，管道长度iL，管径di，液体伯密度ρ和流速vi有着下列的关系： 
(16)
如果式中的密度和流速分别用质量Mi，体积Qi和管道截面积Ai表示为：ρ i=mi／Qi和Vi=Qi／Ai，那么，上式可写成：
(17)将其代入式(15)得：
(18)
一般说来，调节阀上、下游管道的直径、礤面积、摩擦系数和质量流量总是相等的，所以上式经过约简，整理可化简为：λ=L1/(L1+ε·L2) (19)式中ε=V2／V1，对于液体介质，它等于1轰动于可压缩的非液体介质来说，由阀后压力的降低，流速有所增大，所以它大干1，但仍接近于1。为此，令： ε=1则上式以可简化成：λ=L1／(L1+L2) (20)
由于上式的关系成立，所以笔者把叫做上游艺机管道的比长度，或简称比长度。而L1，L2则为调节阀上、下游相对压降，代这以比较直观的管道相对长度即比长度。
在实际的调节系统中，调节阀上、下游管道上的其他手动阀门问题处在全开状态的，它们和弯头等其他接件都不得可以被化成各自的当量长度L当加到管道的长度上去。这样，就可以根据上、下游的管道长度L1，L2(包括已经加上去的管接件的当量长度)，很方便地估算出它的经长度来。为便于读者参考，现将常用管接件的当量长度列于表一。请参阅文献3。
常用管接的当量长度 表一
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管接件名称
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1当=L当／d
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备注
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90度标准弯头
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30～40
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90度弯头
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60
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1当—相对当量长度
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截止阀(全开)
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300
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L当—当量长度mm
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闸阀(全开)
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7
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D—管道内径mm
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文氏管流量计
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12
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L当=1当*d
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转子流量计
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200～300
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由式(7)可得：△PV1=η△P (21)
把式(10)代入式(4)，得：△PV2=P1－(η+S)·△P－P2=(1一η－S) ·△P (22)
然后将它们代入公式(15)得
(23)
因此：η=(1－S) ·λ (24)
这就是*终用比长度代替阀前相对压降η的公式。将这个关系到式分别公共秩序公式(8)～(11)可得到下列计算用的实用公式：PV1=P1一(1一S) λ△P (25)
PV2=P1一［(1一S) λ+S］△P (26)
PV1一PV2=S△P (27)
PV1+PV2=2P1一［2(1一s) λ+S］△P (28)
这四个公式，就是P1，P2和PV1，PV2的关系式在计算调节阀的流通能力c时很有用处。计算请见文献4。
五．实例
有两个实例，说明上述计算方法是可行的。
1．我厂氯乙烯工段的C2H2．HCL配比系统的乙炔调节阀。工艺水平条件为P1=550mmHg，P2=500mmHg，Qmax=800Nm3／h,ρ 1.16kg／m3，t= 25℃，管道内径d= 200mm
由于上游稳压点是(前一个)乙炔工段的水环泵出口远离调节阀近 100米，而下游稳压点的混合器，距离不到 10米，故取λ=0.9，S=0.5．
P1=550／735+1.036=1.784 kgf／cm2
P2=500／735+1.036=1.716 kgf／cm2
Pv1=1.784-1.716=0.068 kgf／cm2
Pv2=1.784-(1—0.5)0.9x0.068=1.7534 kgf／cm2
Pv1+Pv2=2 X 1.7534-0.034=3.473 kgf／cm2
选用了ZMAN16K(Dg=dg=100)的具有对数特性的双座阀．其流通能力c为160，开度Kmax=90.13％，Kmin=43.62％实际使用情况良好。
2.我厂聚合工段 13.5m3聚合釜的冷却水调节阀。工艺条件为：P1=2 kgf／cm2，P2=0.7 kgf／cm2，Qmax= 86m3／h。ρ=1t／m3．t= 20℃
管道内径d= 125mm取S=0.5
P1=2+1.036=3.036 kgf/cm2
P2=0.7+1.036=1.736kgf／cm2
PV1-PV2=0.5X1.3=0.065 kgf／cm2
选用了ZMAN16B(Dg=dg=100)的具有对数特性的双座阀．其流通能力C为160，开度 Kmax=81.21％，Kmin=26.35％实际使用情况良好。
上述两例，若直接把P1，P2作为调节阀前＼后的压力Pv1，Pv2计算，那么它们的计算流通能力C分别为：92.38和75.43，根据这个数据选用的调节阀，口径太小不能适用。