一、調節閥工作流量特性和參數關系式

    在調節閥與其它設備串聯的情況下，其工作流量特性表達式過去習慣地寫作：

                 （1a）

     顯然，將本式進行化簡，就變成一種更易理解和便于運算的形式：  

                          （1b）

     筆者曾對式（1b）進行了逐步推導^[2]，那是對不可壓縮流體的兩端具有恒壓點的調節各顯神通路系統推導得出的。對于調節閥還具有并聯阻力情況，其工作流量特性的表達式要復雜一些。在文獻^[3]中繪出了調節閥串聯和并聯工作流量特性曲線。式（1b）還可以寫作：

          （1c）

     以上各式符號的意義為：
     Q、Q₁₀₀—調節閥在某一開度和全開時通過的介質流量；
     N—流量比，N=Q₁₀₀/Q；
     S—調節閥全開時壓降比，即閥全開時兩端壓差△P₁₀₀與系統壓降Σ△P之比；
     f（l/L）—調節閥理想流量特性表達式，l/L為調節閥相對開度。
                   ，是由調節閥的設計制造過程決定的一種結構特性；
     C、C₁₀₀—調節閥在某一開度和全開時的流通能力；
     M—調節閥流通能力C值放在倍數，m=C₁₀₀/C=1/f(1/L)。

     另外，在調節閥參數關系式中還經常遇到S'—調節閥某一開度時的壓降比，即閥在某一開度時兩端壓差△P與系統總壓降Σ△P之比。

     調節閥計算參數N、M、S和S'四者之間只有兩個是獨立變量，已知其中兩個便可以求出其余兩個，它們之間的關系式可以在推導式（1b）的過程中得出。為便于大家參考，下面將主要的關系式列出。

                      （2）

                   （3）

                               （4）

                               （5）

     上述各式僅適用于不可壓縮流體的非阻塞工況，而在其它情況下則由于介質的重度變化和發生閃蒸、空化現象等原因，需要象對流通能力C值計算公式那樣分別進一步研究。

      二、調節閥開度驗算公式

     調節閥的理想流量特性又常稱為固有流量特性或流通能力特性。由于，即l/L與C/C₁₀₀之間數值上具有一一對應的關系。

     下面列出幾種f（l/L）表達式

      直線特性： 

                           （6a）

     等百分比特性：   

                                         （6b）

     拋物線特性：    

                 （6c）

     快開特性：       

                    （6d）

     式（6a）、（6b）經過了筆者的改寫，試圖使之更為簡單。各式中，R為調節閥理想可調比，即調節閥全開時流通能力C₁₀₀與全關時流通能力C₀之比R=C₁₀₀/C₀，國產單、雙座閥等R=30。

     對于直線特性閥根據式（6a）、（6b）便可以直接得到

                     （7a）

      而對于等百分比特性閥則有

                     （7b）

     用式（7a）、（7b）進行開度驗算是方便、切實可行的。由于在計算調節閥流通能力C值時已考慮到不同介質的不同使用條件，所得驗算結果正是符合計算條件的實際開度。

     再討論一下其它兩種常見的開度驗算公式。根據式（1b）改寫后得到：

     對于直線特性閥將式（6a）、（6b）代入上式便得到 

                     （8a）

      面對于等百分比特性閥則有 （8b）

     式（8a）、（8b）僅適用于不可壓縮流體的非阻塞流工況，且運算比較繁復。因為調節閥計算條件一般僅給出計算流量Q、計算壓差△P和管路系統總壓降Σ△P等參數值，在計算得到C和選定C₁₀₀值以后，可以求得S'和M，再求出S、M，然后才能得出開度驗算值。

      對于非粘性液體，因：

     Q₁₀₀=C₁₀₀（△P₁₀₀/γ）^1/2

     γ質重度，代入式（8a）、（8b）后得到兩個包括S、C₁₀₀、ΔP₁₀₀、和Q等參數的開度驗算公式（從略）。過去許多論述認為它們的驗算結果才是閥的實際開度，但公式的推導過程和具體計算都過于繁復，應用范圍亦很有限。

      三、流通能力放大系數

     在工程計算中，需將求得的流通能力C值乘上放大系數m，才便于按調節閥產品系列上的C_g（即C₁₀₀）值選擇調節閥的口徑。以往文獻中所推薦的m值很不統一，有的則未按調節閥特性及計算流量的不同加以區分。文獻^[1]所推薦的m值考慮了這兩方面的區分，正常流量時m值分別為1.41（直線特性閥）和1.97（等百分比特性閥）。但取兩位小數并無必要，最好圓整為1.4和2.0。另外，該系數似嫌偏小，即與此m值相對應，“希望閥在正常流量時開度為70%（線性閥）或80%（等百分比閥）左右”，所推薦的正常流量時閥開度有點偏大。同時，“左右”兩字改為“以下”為宜，C值放大以后應明確為向大的方向圓整。

      筆者認為m值要取得略大些，而所對應的開度l/L值要略小些。這樣在保證閥的流量裕量，能夠在較低S值下工作以減少調節閥上的能耗及克服調節閥產品流通能力誤差的影響等方面均有一定好處。筆者推薦的m，l/L值如下表：

     表中，m的分子項為計算值，對C值進行放大后向上圓整；m的分母項為圓整后的最大可能值，是根據直通單、雙座閥和三通閥相鄰兩級的C₁₀₀值之比最大為5/3計算得到的。

    計算示例：某一調節閥（見讀者問答），計算得到C=15.6，計算流量為最大流量，設選用等百分比特性閥，則選m=1.5，于是C=1.5*15.6=23.4，向上圓整選C₁₀₀=25，驗算開度按式（7b）

      l/L = [0.677*log15.6/25+1]*100%

           =86.1%

      參考文獻       [1] 夏振民“調節閥開度驗算的討論”《煉油化工自動化》1983年第3期
      [2] 李文宏“調節閥計算參數關系及開度驗算”《廣東化工》1982年第1期
      [3] 李文宏“調節閥并聯工作流量特性分析”《廣東化工》1982年第4期 流量特性 正常流量 最大流量 m l/L（%） m l/L（%） 直線特性 1.5/2.5 65.3/37.9 1.1/1.8 90.6/53 等百分比特性 2.5/4.2 73.1/58 1.5/2.5 88.1/73.1