§ 4. Основные характеристики и расчет исполнительных устройств

Рассматривая регулирующий орган как сужающее устройство, установленное на трубопроводе, можно выразить расход протекаю­щей через него несжимаемой среды (жидкости) в соответствии с известны из гидравлики соотношением

где Q—расход среды; F—площадь сечения; С—коэффициент, за­висящий от выбранной системы единиц; (p₁—р₂)—перепад давле­ний на регулирующем органе; ρ—плотность среды; ξ—безразмер­ный коэффициент гидравлического сопротивления, определяемый экспериментальным путем и учитывающий сумму сопротивлений, вызываемых потерями на трение в проходах корпуса, а также поте­рями из-за изменения направления потока в регулирующем органе. Выражение (15.1) обычно представляют в виде

Здесь Kv — пропускная способность исполнительного устрой­ства, численно равная расходу среды (в м³/ч) с плотностью 1000 кг/м³, пропускаемой регулирующим органом при перепаде дав­ления на нем 0,1 МПа.

Номинальное значение пропускной способности исполнитель­ного устройства при максимальном (условном) ходе затвора, выра­женное в м³/ч, называется условной пропускной способностью (Kvy).

Условная пропускная способность Кvу для всех исполнительных устройств указывается в соответствующих каталогах.

Исполнительные устройства характеризуются также так назы­ваемой пропускной характеристикой Kv=f(S), которая уста­навливает зависимость пропускной способности от перемещения за­твора регулирующего органа.

На практике применяют исполнительные устройства с линейной и равнопроцентной характеристиками.

При линейной пропускной характеристике приращение про­пускной способности пропорционально перемещению затвора:

где σ_о — относительная начальная пропускная способность в момент открытия затвора; е—основание натурального логарифма.

Графики линейной (а) и равнопроцентной (б) пропускных ха­рактеристик исполнительного органа показаны на рис. 15.5.

Условным проходом (Dy) исполнительного устройства назы­вают номинальный размер диаметра в присо­единительных патрубках (см. рис. 15.1,а).

П

ри разработке систем автоматизации технологических процессов используют как упрощенные, так и более сложные методики расчета и выбора исполнительных устройств, но суть их сводится к выбору величин услов­ной пропускной способности Kvy и диаметра Dy условного прохода типа пропускной харак­теристики σ=f(l), а также типа регули­рующего органа и исполнительного меха­низма.

Значение Kvy определяют следующим образом. Вначале, используя соотноше­ние

по заданному максимальному расходу через исполнительное устрой­ство Qmax и рассчитанному, исходя из заданных условий, перепаду давления на нем Δр вычисляют максимальную пропускную способ­ность Kv_max:

Затем на основании полученного Kv_max по каталогу исполни­тельных устройств выбирают ближайшее большее значение Kvy, а далее Dy и все другие характеристики исполнительного устройства с учетом особенностей проектируемой системы.