調(diào)節(jié)閥有兩種基本的流量特性：

線性流量特性

等百分比流量特性Ф=Ф0Rh （2）

式中：Ф為對(duì)應(yīng)某開(kāi)度是的流量系數(shù)；R為可調(diào)比；h為相對(duì)開(kāi)度；Ф0為h=0是的流量系數(shù)。

按照傳統(tǒng)的解釋，可調(diào)比 R 是指所能控制最大流量的比值，即

在設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)閥時(shí)，需先設(shè)定一個(gè)R值，然后計(jì)算各開(kāi)度下的流量系數(shù)Ф，以此作為設(shè)計(jì)閥芯曲線和套簡(jiǎn)窗口的依據(jù)。國(guó)內(nèi)調(diào)節(jié)閥行業(yè)的兩次統(tǒng)一設(shè)計(jì)，都是在設(shè)定R=30前提下，計(jì)算出了各開(kāi)度對(duì)應(yīng)的流量系數(shù)理論值（見(jiàn)表 1）。

從應(yīng)用角度，希望調(diào)節(jié)閥的放大倍數(shù) KD 大一些，而 KD 與可調(diào)節(jié)比 R 有關(guān)，

線性特性

等百分比特性

式中：L為全行程開(kāi)度?？梢钥闯觯龃驥D，應(yīng)提高R值，因此，制造廠都將可調(diào)比大于某一數(shù)值作為一項(xiàng)性能指標(biāo)予以標(biāo)明。但是調(diào)節(jié)閥R值越大，設(shè)計(jì)制造難度越大。對(duì)單、雙座調(diào)節(jié)閥，若R值過(guò)大，閥芯制造時(shí)會(huì)在90%~100%開(kāi)度范圍內(nèi)產(chǎn)生根切現(xiàn)象；對(duì)套筒調(diào)節(jié)閥，若R值太大，在90%~100%開(kāi)度范圍內(nèi)會(huì)因窗口尺寸過(guò)寬而無(wú)法制造。這些都限制了R值的提高。

制造廠是在R=30前提下設(shè)計(jì)制造出調(diào)節(jié)閥產(chǎn)品，但對(duì)調(diào)節(jié)閥產(chǎn)品實(shí)際R值是多大、它與R=30的偏差等問(wèn)題，目前尚未引起人們的重視。由于，設(shè)計(jì)人員對(duì)R值的認(rèn)識(shí)僅局限在Qmax和Qmin的比上，而Qmin只是個(gè)理論上存在的數(shù)值，無(wú)法進(jìn)行測(cè)量，因此認(rèn)為實(shí)際可調(diào)比也是無(wú)法計(jì)算的。在目前見(jiàn)到的有關(guān)調(diào)節(jié)閥的資料中，尚未看到這方面的論述。國(guó)內(nèi)外調(diào)節(jié)閥的 標(biāo)準(zhǔn)中，也未提出對(duì)R值的測(cè)量、計(jì)算和考核辦法。這是由于對(duì)可調(diào)比概念的片面理解所造成的，現(xiàn)在有必要從可調(diào)比與流量系數(shù)的關(guān)系入手作進(jìn)一步探討與研究。

1、可比閥與流量特性曲線的關(guān)系

從流量系數(shù)的計(jì)算公式可以看出，R值取決于，但它決定了任意一個(gè)相對(duì)行程時(shí)的流量系數(shù)值。因此，無(wú)論從調(diào)節(jié)閥的設(shè)計(jì)、制造和應(yīng)用角度講，這一點(diǎn)都具有很重要的實(shí)際意義。因?yàn)?，任何調(diào)節(jié)閥都不可能使用在它的最小開(kāi)度，也就是不會(huì)用其Qmin來(lái)工作，大量的使用場(chǎng)合是在某一開(kāi)度（一般在全行程的20%~80%）上對(duì)流量進(jìn)行控制。此時(shí)，調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)大小決定了調(diào)節(jié)閥的工作開(kāi)度，流量系數(shù)相對(duì)于行程的變化量決定了調(diào)節(jié)閥的放大倍數(shù)，這些均與R值有關(guān)。因此，不能簡(jiǎn)單地從Qmax和Qmin的比去理解R值，而應(yīng)當(dāng)把R值看作是整個(gè)流量特性曲線的一個(gè)特征參數(shù)。

分析式（1）、式（2）與式（3）、式（4）可以看出，R 值變化對(duì)線性流量特性影響不大，特別在R＞1時(shí)，Ф與KD均與R值無(wú)關(guān)；對(duì)等百分比特性影響則較大，因此本文討論值對(duì)流量系數(shù)的影響僅限于等百分比特性。

當(dāng)R值作為流量特性曲線的一個(gè)特征參數(shù)時(shí)，可以設(shè)想將全行程的流量特性曲線看成由幾個(gè)不同R值決定的幾段流量特性曲線組合而成。在0~80%開(kāi)度時(shí)，R值取大一些，使調(diào)節(jié)閥在工作行程范圍內(nèi)有足夠的R值，也就是有足夠的放大倍數(shù)。在80%~100%開(kāi)度范圍，R值取小一些，使調(diào)節(jié)閥制造過(guò)程中，閥芯曲線和套筒開(kāi)窗都容易實(shí)現(xiàn)。提高工作開(kāi)度下的R值，也可以作為在調(diào)節(jié)閥設(shè)計(jì)中探索提高流通能力的一個(gè)途徑。分段取不同的R值這一思想，已從IEC534—2—4（草案）和國(guó)外一些調(diào)節(jié)閥流量系數(shù)表中體現(xiàn)出來(lái)，這時(shí)可調(diào)比的含義已經(jīng)不再是Qmax和Qmin之比了，它應(yīng)當(dāng)作為流量特性曲線的一個(gè)特征參數(shù)被認(rèn)識(shí)、被研究。

2 R值計(jì)算方法

調(diào)節(jié)閥實(shí)際可調(diào)比R值是可以計(jì)算出來(lái)的，根據(jù)公式（2）可推導(dǎo)出

lnФ=lnФ0+hlnR（6）

在lnФ—h坐標(biāo)系中，等百分比流量特性曲線是一直線，R值實(shí)際上決定了該直線的斜率。實(shí)際測(cè)量一臺(tái)調(diào)節(jié)閥的流量特性，可以得到若干組（Ф，h）數(shù)據(jù)，由于制造和測(cè)量誤差，這些測(cè)量值在lnФ—h坐標(biāo)系中呈近似直線分布，并認(rèn)為這條近似直線就是這臺(tái)調(diào)節(jié)閥的實(shí)際流量特性曲線。要得到這樣一條直線，并使其最接近坐標(biāo)系中的這些點(diǎn)，建議用最小二乘法求解。

在測(cè)量一臺(tái)調(diào)節(jié)閥于不同開(kāi)度時(shí)的流量系數(shù)時(shí)，可以得到相對(duì)行程和流量系數(shù)的K組數(shù)據(jù)，代入公式（6）得到方程組

式中：Ф0，R為這臺(tái)調(diào)節(jié)閥的實(shí)際值，可從方程組（7）中用最小二乘法求其近似值：

一般情況下取10個(gè)開(kāi)度進(jìn)行測(cè)量，即hi分別去0.1，0.2，0.3，…，1.0。此時(shí)有K=10，=5.5；=3.85，代入式（8）則有

將測(cè)量所得流量系數(shù)Фi代入公式（9），即可解出該臺(tái)調(diào)節(jié)閥的實(shí)際可調(diào)比R值。若將表 1中等百分比流量系數(shù)的理論值代入公式（9），即可反算出R=30。按式（9）解出的是全行程的可調(diào)比，為了準(zhǔn)確了解調(diào)節(jié)閥在工作段的可調(diào)比，hi可分別取 0.2，0.3，…，0.8，即k=7，=3.5，=2.03，則有

代入20%~80%開(kāi)度時(shí)的各流量系數(shù)，可以得到該段流量特性的R值。同樣，將表 1中理論值數(shù)據(jù)代入式（10），也可反算出 R=30。由于式（9）、式（10）中Ф值都是以比值形式出現(xiàn)，無(wú)論用絕對(duì)流量系數(shù)或相對(duì)流量系數(shù)計(jì)算其結(jié)果都是相等的。因此，用來(lái)計(jì)算 R 值是很方便的。同樣，當(dāng)需要計(jì)算任意段流量特性曲線的 值時(shí)，都可以推出相應(yīng)的計(jì)算公式。

3 國(guó)內(nèi)外一些調(diào)節(jié)閥 R 值的比較

依據(jù)式（9）用國(guó)內(nèi)統(tǒng)一設(shè)計(jì)的雙座調(diào)節(jié)閥和聯(lián)合設(shè)計(jì)的套筒調(diào)節(jié)閥，以及Fisher公司的ED型套筒閥的流量系數(shù)計(jì)算相應(yīng)的R值，其結(jié)果見(jiàn)表 2~表 4。

從表中可以看出，盡管雙座調(diào)節(jié)閥和套筒調(diào)節(jié)閥在設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)先設(shè)定 R=30，但實(shí)際生產(chǎn)的各種規(guī)格的調(diào)節(jié)閥其 R 值是不相同的。

比較表 2、表 3、表 4 還可以看出，國(guó)產(chǎn)的R值比國(guó)外調(diào)節(jié)閥小，國(guó)內(nèi)雙座閥=30.5、套簡(jiǎn)閥R=36.2；Fisher公司ED型套簡(jiǎn)閥=45.9。

再按式（10）計(jì)算國(guó)內(nèi)套簡(jiǎn)閥和Fisher公司ED型套簡(jiǎn)閥在工作行程段（h=0.2~0.8）時(shí)的R值，并與全行程時(shí)的R值相比較，結(jié)果見(jiàn)表 5 與表 6?？梢钥闯觯瑖?guó)產(chǎn)套簡(jiǎn)閥工作行程段的R值和全行程R值接近，無(wú)顯著改變，=34.2，而Fisher公司套簡(jiǎn)閥在工作行程段的R值明顯高于全行程的R值，=60.5。

提高工作行程段的R值，其優(yōu)越性在于它能更好地滿足自控系統(tǒng)的需要，還能提高80%開(kāi)度時(shí)的流量系數(shù)值，從而使全開(kāi)時(shí)閥的流通能力有較顯著的提高。通過(guò)對(duì)R值的分析比較，說(shuō)明了國(guó)內(nèi)外調(diào)節(jié)閥在設(shè)計(jì)水平上存在一定的差距。

4、對(duì) IEC 534—2—4（草案）的理解IEC 534—2—4（草案）第3.3款對(duì)等百分比流量特性做了如下規(guī)定：

“在h=0.2和 h=0.8之間，任意兩個(gè)相鄰流量系數(shù)發(fā)表值的對(duì)數(shù)之間的差值應(yīng)在0.13和0.2范圍內(nèi)”?！暗陀趆=0.2這兩個(gè)值相應(yīng)為0.13和0.25；高于h=0.8，此值應(yīng)相應(yīng)為0.03 和0.2”。

這里作為流量特性偏差范圍的選取，應(yīng)當(dāng)看作是按R值的變化范圍決定的，試計(jì)算

?R=20，0.1×logR=0.13

R=100，0.1×logR=0.20

R=300，0.1×logR=0.25

R=2，0.1×logR=0.03

也就是說(shuō)，流量特性偏差實(shí)際上是分段限制R值的變化范圍，即

h=0.2~0.8，R=20~80；

h=0.8~1.0，R=2~100；

h=0~0.2，R=20~300；

IEC 的這一規(guī)定正是體現(xiàn)了將R值作為流量特性曲線的一個(gè)特征參數(shù)，并實(shí)現(xiàn)了在全行程范圍內(nèi)可以取不同R值這一設(shè)計(jì)思想。而國(guó)標(biāo)GB 4213—84《氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥通用技術(shù)條件》在這個(gè)問(wèn)題上是和IEC標(biāo)準(zhǔn)存在一定差異的。深入討論R值及流量系數(shù)的關(guān)系，無(wú)論對(duì)設(shè)計(jì)、制造、應(yīng)用調(diào)節(jié)閥都有一定的意義，對(duì)加強(qiáng)調(diào)節(jié)閥的基礎(chǔ)理論研究，提高我國(guó)調(diào)節(jié)閥設(shè)計(jì)制造水平，都是十分必要的。