Ⅴ级
5×10 m/秒/巴（压差）/mm
水 工作压差△P或，温度10～52℃
(阀座直径）（公制） 阀座直径 (in) 1\1.5\
Ⅵ级
2\2.5\3\4\6\8\
(mm) 25 38 51 64 76 102 152 2.3
汽泡/分
1 2 3 4 6 27 27 45
ml/分 0.15 0.30 0.45 0.60 0.90 1.70 4.00 6.75
空气或 氮气
工作压差△P或50磅/英寸（3.5巴）压差，取
其中较小的一个值，温度10～52℃
6.3 泄漏标准的细分和定量概念
我们认为，上述标准划分还不够细腻，特别是Ⅳ级密封～Ⅴ级密封，其泄漏率由10突然跳跃到10，猛增1000倍。为此，笔者认为应将泄漏标准与切断的关系进一步细分。切断的等级与泄漏率见表1-6。同时，为了有一个量的概念，现列举Kv＝100（双座阀DN100、单座阀DN80～100、套筒阀DN100、V型球阀DN50、全功能超轻型阀DN50时的Kv值100）时，试验△P＝0.35 MPa、介质为水，每分钟在不同等级时的泄漏量（g/min）也列举在表1-6中。 (表1-6)
一般切断
切 断 等 级
10
举例Kv＝100、△P＝0.35 MPa、介质为
水，每分钟的泄漏量克／分
转化为：滴水／分
较严密切断 10 31 465
10 3.1 46
严密切断 10 0.31 4.6
10 0.031 0.46
完全切断 微气泡级 标准中的Ⅵ级，数气
泡 /
310 4650
注：lg≈15滴水
7 调节阀在使用中存在的主要问题
调节阀是工业自动化仪表中使用问题最多的产品，也是更新换代最慢的产品，几十年一贯制，到现在，还是以五六十年代水平的产品―单座阀、双座阀、套筒阀为主导产品(占70％左右)，可见，产品陈旧落后；另F方面，使用的问题也很突出。为了寻找调节阀的突破方向，在“九五”计划的初期，笔者首先对调节阀进行了专门的问卷调查，得到的结论是： (1) 反映调节阀不象仪表、太笨重的占33.3％；
(2) 反映品种、规格繁多，选型复杂、工厂管理复杂、维护工作量大的占67.1％； (3) 反映泄漏大的占42.5％；
(4) 反映经常堵卡、动作迟钝的占25.8％； (5) 反映寿命短的占13.7％；
(6) 反映推力不够、阀关不严的占9.6％； (7) 反映流量系数小、调节范围小的占5.2％； (8) 反映阀外漏的占4.3％；
(9) 反映振动、振荡、啸叫的占1.7％。
在对上述存在问题作进一步的归纳分析后，得出最突出的问题有四个：
(1) 笨重：回头看一下调节阀的重量，一台DN200的阀重700～800公斤，一台DN300的阀重900～1000公斤，对它们的运输、安装、维护都必须要用吊车才能够进行，用户对此反映极为强烈；
(2) 品种规格繁多：单座阀、双座阀、套筒阀等产品加上压力、温度、特性等变型参数总计达10000多个规格，造成调节阀选型、工厂管理复杂化；
(3) 泄漏大：一是产品结构缺陷所致；二是没有考虑密封的可靠性；三是执行机构推力不够； (4) 调节阀堵卡：阀的流路复杂，不干净介质必定造成堵卡。
归纳起来，从阀的结构上找原因，主要是片面地追求出厂性能，忽视了阀的可靠性；从使用上找原因，阀的选型不全面(也怪阀的品种规格太多，给选型带来了难度)。 对调节阀使用中的问题分析、处理见第七篇。 8 九十年代调节阀的新发展
六十年代调节阀的发展，在国外主要是推出了套筒阀，在国内主要是联合设计了单座阀、双座阀、角形阀等老产品；七十年代产生了偏心旋转阀；八十年代主要是精小型调节阀；九十年代主要是解决特殊疑难阀的使用问题，以往在使用上的老大难相继被解决，如高压阀的汽蚀问题、强腐蚀介质的腐蚀问题、不干净介质的堵塞问题、超小流量的调节问题、0.2秒紧急动作等，但较长一段时间里，均没有新的调节阀品种问世。直到1998年，华林公司推出了新一代产品——全功能超轻型调节阀，它主要针对调节阀使用存在的问题——调节阀功能不齐全、可靠性差、调节阀笨重，并对此进行立项逐一攻关的结果。它综合了旋转类调节阀的优点而产生的又一新品种，具有功能齐全(故称全功能)、重量轻(比单、双座阀、套筒阀等老产品轻70％～80％，比80年代的精小型阀还轻40％～50％，故称超轻型)、高可靠性的特点，对整个调节阀产生了重大突破，它使中国的调节阀水平大大地提高，并缩短了与国外的差距。作为新的一代产品，它必将取代老一代产品，成为下一世纪调节阀的应用主流。
9 调节阀三代产品的初步划分
从本世纪初到现在的七八十年的时间里，调节阀还处于第一代产品的水平上。其特征是：①以六、七十年代水平的单座阀、双座阀、套筒阀为主导产品；②这代产品功能不齐全，不得不依靠扩充产品品种、变型来适应各种不同的场合，造成了品种规格繁多，对调节阀使用、计算、选型、调校、维护、备件等要求特别高；③可靠性差，使用的问题多；④十分笨重。 第二代产品将从可靠性、功能、重量上得到突破。其特征是：①全功能超轻型阀代替众多可靠性差、功能不齐全、又十分笨重的产品，即以它代替第一代的主导产品单座阀、双座阀、套筒阀，成为第二代主导产品；②电子式电动全功能超轻型阀逐步取代传统的因原执行机构可靠性差，不得不采用的“气动阀+电气阀门定位器+气源”的组合方式，从第二代产品的气动阀使用为主变成以电子式电动阀为主，这代产品预计要10年时间(2000～2010年)。
第三代产品就是智能化。在应用上的特点是：①与计算机接口；②可靠性更加提高，故障率进一步下降；③调节阀的品种以及对调节阀的使用要求进一步的简化。 10 电动调节阀的应用前景
随着电子产品不断进步，尤其是可靠性的进一步提高，使得九十年代国外电动执行机构产生了质的飞跃，其突出的表现是：①可靠性极高，可以在5-10年内免维修；②重量大幅度下降，比老式的DKZ、DKJ的电动执行机构轻70％～80％；③外观也得到了极大的改善；④性能提高、调整简化、使用更加方便、简单。值得一提的是，国内的执行机构与之差距太大，仍处于六七十年代的水平。正由于电动执行机构的可靠性得到了根本上的解决，配上高可靠性的全功能超轻型调节阀，使得调节阀成为了真正意义上的第二代产品，到下世纪初，这种高可靠性电子式全功能超轻型调节阀必将逐步取代传统的“气动阀+电气阀门定位器+气源”的组合方式。除上述高可靠、全功能、超轻型的特点外，还将带来如下好处： (1) 用电源既方便又节约，省去了建立气源站的一系列费用；
(2) 用“气动阀+电气阀门定位器+气源”的复杂方式，它不只是增加了费用，反而带来了可靠性的下降(环节越多，可靠性差的因素增加)；
(3) 从经济性上看，除省去气源站的费用外，还省去电气阀门定位器的费用：现在一台好的进口的电气阀门定位器，通常在5000～6000元以上，更好的在8000～10000的价位上，而这个价位基本上可购回上述高可靠的电子式执行机构； (4) 环节减少了，相应减少了维修工作量。 1 流量系数KV的来历
调节阀同孔板一样，是一个局部阻力元件。前者，由于节流面积可以由阀芯的移动来改变，因此是一个可变的节流元件；后者只不过孔径不能改变而已。可是，我们把调节阀模拟成孔板节流形式，见图2－1。对不可压流体，代入伯努利方程为：
（1）
解出
图2-1 调节阀节流模拟
命
再根据连续方程Q＝ AV，与上面公式连解可得：
这就是调节阀的流量方程，推导中代号及单位为： V1 、V2 —— 节流前后速度； V —— 平均流速；
P1 、P2 —— 节流前后压力，100KPa； A —— 节流面积，cm； Q —— 流量，cm／S； ξ—— 阻力系数； r —— 重度，Kgf／cm； g —— 加速度，g = 981cm/s ；
（2）
如果将上述Q、P1、P2 、r采用工程单位，即：Q ——m/ h；P1 、P2 —— 100KPa； r——gf/cm。于是公式（2）变为：
（3）
再令流量Q的系数 为Kv，即：Kv ＝
这就是流量系数Kv的来历。
从流量系数Kv的来历及含义中，我们可以推论出：
或 （4）
（1）Kv值有两个表达式：Kv = 和
（2）用Kv公式可求阀的阻力系数 ξ = （5.04A/Kv）×（5.04A/Kv）；
（3） ，可见阀阻力越大Kv值越小；
（4）
2 流量系数定义
；所以，口径越大Kv越大。
在前面不可压流体的流量方程（3）中，令流量Q的系数 为Kv，故Kv 称流量系数；另一方面，从公式（4）
中知道：Kv∝Q ，即Kv 的大小反映调节阀流量Q的大小。流量系数Kv国内习惯称为流通能力，现新国际已改称为流量系数。
2.1 流量系数定义
对不可压流体，Kv是Q、△P的函数。不同△P、r时Kv值不同。为反映不同调节阀结构，不同口径流量系数的大小，需要跟调节阀统一一个试验条件，在相同试验条件下，Kv的大小就反映了该调节阀的流量系数的大小。于是调节阀流量系数Kv的定义为：当调节阀全开，阀两端压差△P为100KPa，流体重度r为lgf/cm (即常温水)时，每小时流经调节阀的流
量数（因为此时 ），以m/h 或 t／h计。
例如：有一台Kv ＝50的调节阀，则表示当阀两端压差为100KPa时，每小时的水量是50m ／h。
2.2 Kv与Cv值的换算
国外，流量系数常以Cv表示，其定义的条件与国内不同。Cv的定义为：当调节阀全开，阀两端压差△P为1磅／英寸2，介质为60°F清水时每分钟流经调节阀的流量数，以加仑／分计。
由于Kv与Cv定义不同，试验所测得的数值不同，它们之间的换算关系:Cv ＝ 1.167Kv （5）
2.3 推论
从定义中我们可以明确在应用中需要注意的两个问题：
（1）流量系数Kv不完全表示为阀的流量，唯一在当介质为常温水，压差为100KPa时，Kv才为流量Q；同样Kv 值下，r、△P不同，通过阀的流量不同。
（2）Kv是流量系数，故没单位。但是许多资料、说明书都错误地带上单位，值得改正。 3 原流量系数Kv计算公式 3.1 不可压流体的流量系数公式
公式（4）是以不可压流体来推导的，此公式即为不可压流体的流量系数公式。
3.2 可压流体的流量系数公式
可压流体由于考虑的角度不同，有不同的计算公式，主要采用的是压缩系数法和平均重度法两种。 压缩系数法是在不可压流体流量系数公式（4）基础上乘上一个压缩系数ε 而来，即
或
并将r换算成标准状态（0℃、760mmHg）的气体重度：
于是得出 （6）
式中，ε——压缩系数，由试验确定为ε＝ 1－0.46△P／P1，在 饱和状态时， △P／P1 ＝ 0.5，此时流量不再随△P的 增加而增加，即产生了阻塞流（阻塞流的定义为： 流体通过调节阀时，所达到的最大极限流量状态）， 见图2－2。 ε＝1－0.46×0.5 ＝ 0.76； t——介质温度，℃； N——在标准状态下的参数。
用于蒸气计算时，计算公式略有不同，见表2－1。
3.3 平均重度法
平均重度法公式推导要复杂得多。在推导中将调节阀相当长度为L、断面为A的管道来代替，并假定介质
为理想流体，当介质稳定地流过管道时，采用可压缩流体流量方程式：式中， Lf——摩擦功； g ——加速度。
在上式基础上，再引入三个辅助方程： 理想气体多变热力过程的变化规律方程 P1V1m ＝ 常数
状态方程 P1V1 ＝ RT1 连续方程 VA／v ＝常数 以上三式中：v——比容； m——多变指数； R——气体常数； T——绝对温度； V——流速。
由上述4个方程通过一系列纯数学推导（略），得到其流量方程
（2-11）
为：
为简化公式，把实际流动简化为等温度变化来处理，故取m＝1。同时，把物理常数代入，即可整理
得： (7)
调节阀教程
