压力调节对象的特性分析

1.减压自动调节系统的调节对象

由于流量和压力损失之间是平方关系，所以调节对象是非线性的。因为调节阀和调节对象是非线性的，这样，元件的输入量是调节阀的开度H，而输出量是调节阀后的压力p₂。

对于液体，调节元件的传递系数如下：

1）对于线性调节阀，有

式中，q=q_V/q_V100；ψ=Δp_r100/Δp_so；n=ln（K_Vs/K_Vo）。习惯上，运算中用h=H/H₁₀₀、。这里，p_2i是调节器的给定值。把这些代入式（2-20）和式（2-21），对于线性调节阀，得

2）对于对数调节阀，有

式中，q=q_V/q_V100；ψ=Δp_r100/Δp_so；n=ln（K_Vs/K_Vo）。习惯上，运算中用h=H/H₁₀₀、。这里，p_2i是调节器的给定值。把这些代入式（2-20）和式（2-21），对于线性调节阀，得

对于对数调节阀，得

对于对数调节阀，得

式（2-21）和式（2-23）是非常重要的公式。当ψ=1时，意味着Δp_L100=0，也就是在升压设备中的压力损失和在管路上的压力损失是零，这时有：

式（2-21）和式（2-23）是非常重要的公式。当ψ=1时，意味着Δp_L100=0，也就是在升压设备中的压力损失和在管路上的压力损失是零，这时有：

从式（2-25）可以看出，当Δp_L100=0时，在采用对数调节阀情况下，调节元件的传递系数是个常数，与工作点无关；在采用线性调节阀情况下，传递系数与流量是成双曲线型关系。

图2-22示出对应于式（2-22）和式（2-23）的传递系数随流量变化的关系。图2-22b对应于线性调节阀的情况。它示出传递系数随流量q_V的变化而有很大的变化。相反，在使用对数调节阀时，多数情况下，不同参数ψ的传递系数在小范围内变化。由于这个原因，在减压自动调节系统中选用对数调节阀，见表2-3。

对于气体，当通过调节阀的气体是标准状态时，流量计算式为

从式（2-25）可以看出，当Δp_L100=0时，在采用对数调节阀情况下，调节元件的传递系数是个常数，与工作点无关；在采用线性调节阀情况下，传递系数与流量是成双曲线型关系。

图2-22示出对应于式（2-22）和式（2-23）的传递系数随流量变化的关系。图2-22b对应于线性调节阀的情况。它示出传递系数随流量q_V的变化而有很大的变化。相反，在使用对数调节阀时，多数情况下，不同参数ψ的传递系数在小范围内变化。由于这个原因，在减压自动调节系统中选用对数调节阀，见表2-3。

对于气体，当通过调节阀的气体是标准状态时，流量计算式为

因为在减压自动调节系统中，p₂=p_2i，所以与液体状态的情况相似。流量q_VN总是只取决于Δp_r。这就是说，气体传递系数的变化与液时是一样的。

所有适用于气体情况的计算公式，对用于蒸汽情况来说，有足够的近似。

因为在减压自动调节系统中，p₂=p_2i，所以与液体状态的情况相似。流量q_VN总是只取决于Δp_r。这就是说，气体传递系数的变化与液时是一样的。

所有适用于气体情况的计算公式，对用于蒸汽情况来说，有足够的近似。

图2-22 传递系数的变化图

（可调比K_Vs/K_Vo=25/1）

图2-22 传递系数的变化图

a）使用对数调节阀 b）使用线性调节阀

与流量调节阀相同，当调节液体的压力时，调节元件实际上无滞后。在气体或蒸汽压力调节情况下，出现的滞后是非常重要的，尤其是在调节阀后气体容积很大的情况下。一个类似的例子，是在减压自动调节系统中，气体管网的容积充满和排空，受调节阀和管路阻力的影响，实际上它近似于一阶非周期元件，这样导出的结果是令人满意的，近似于该调节元件。

时间常数计算式为

（可调比K_Vs/K_Vo=25/1）(www.xing528.com)

a）使用对数调节阀 b）使用线性调节阀

a≈2V/q_V=2L/w （2-26）

与流量调节阀相同，当调节液体的压力时，调节元件实际上无滞后。在气体或蒸汽压力调节情况下，出现的滞后是非常重要的，尤其是在调节阀后气体容积很大的情况下。一个类似的例子，是在减压自动调节系统中，气体管网的容积充满和排空，受调节阀和管路阻力的影响，实际上它近似于一阶非周期元件，这样导出的结果是令人满意的，近似于该调节元件。

式中，V为要充满或排空的容积；q_V为体积流量；L为管路长度；w为速度。

时间常数计算式为

如果在一个具体系统中，导管的长度L=30m，速度w=30m/s，则时间常数为

a≈2×30/30s=2s

如果速度下降到10m/s，那么时间常数a≈6s。

2.增压自动调节系统的调节对象

这个调节对象既能使液体流过，也能使气体流过。下面仅介绍气体情况，以研究超压调节特性。

a≈2V/q_V=2L/w （2-26）

通过简单的计算可以证明，在动态情况下，图2-21a中调节对象的特性，可用下述微分方程描述：

式中，V为要充满或排空的容积；q_V为体积流量；L为管路长度；w为速度。

如果在一个具体系统中，导管的长度L=30m，速度w=30m/s，则时间常数为

a≈2×30/30s=2s

如果速度下降到10m/s，那么时间常数a≈6s。

2.增压自动调节系统的调节对象

这个调节对象既能使液体流过，也能使气体流过。下面仅介绍气体情况，以研究超压调节特性。

通过简单的计算可以证明，在动态情况下，图2-21a中调节对象的特性，可用下述微分方程描述：

对式（2-27）进行积分，得

对式（2-27）进行积分，得

式中，q_V1i、qV_ei为在调节器给定的压力p_1i下，输入和输出气体的体积流量（m³/s）。

式（2-27）和式（2-28）适用于增压自动调节系统的调节对象是积分器。在这种情况中，唯一的非线性元件是调节阀。压力自动调节系统与液面自动调节系统的问题一样，在这里调节对象同样是积分器。为选择调节阀的最佳特性，可利用液面自动调节系统和流量自动调节系统的结果。压力自动调节系统调节阀最佳特性的选择见表2-3。

表2-3 压力自动调节系统调节阀最佳特性的选择

式中，q_V1i、qV_ei为在调节器给定的压力p_1i下，输入和输出气体的体积流量（m³/s）。

式（2-27）和式（2-28）适用于增压自动调节系统的调节对象是积分器。在这种情况中，唯一的非线性元件是调节阀。压力自动调节系统与液面自动调节系统的问题一样，在这里调节对象同样是积分器。为选择调节阀的最佳特性，可利用液面自动调节系统和流量自动调节系统的结果。压力自动调节系统调节阀最佳特性的选择见表2-3。

表2-3 压力自动调节系统调节阀最佳特性的选择