控制阀内流动的液体，常常会出现闪蒸和空化现象。这不但影响控制阀口径的选择计 算，而且将引起噪声、振动以致阀材料的损坏，从而缩短控制阀的寿命。 

 

1.闪蒸和空化 

 

闪蒸是液体通过阀节流后，在缩流处的静压降低到等于或低于该液体入口温度下的饱和 蒸汽压时，部分液体汽化形成气液两相共存的现象。闪蒸的发生不仅与控制阀有关，还与下 游过程和管道等因素有关。 

 

闪蒸发生后，随着液体的流动，其静压力又要上升。当静压力回升到该液体所在工况的 饱和蒸汽压以上时，闪蒸形成的气泡会破裂，重新转化为液体，这种气泡形成和破裂的过程 称为空化。这就是说，空化作用有两个阶段：第一阶段是液体内部形成空隙或气泡，即闪蒸 阶段；第二阶段是气泡的破f，即空化阶段。 

 

2. 空化的破坏作用 

 

(1) 材质的损坏由于气泡破裂时产生了较大的冲击力（每平方厘米可达几千牛顿）， 因此将严重地冲击损伤阀芯、阀座和阀体，造成汽蚀作用。汽蚀对阀芯和阀座的破坏很严 重，在高压差等恶劣条件下，就连极硬的阀芯和阀座也只能使用很短的时间。通常，阀芯和 阀座的损坏往往产生在表面，特别是产生在密封面处。 

 

(2) 振动空化作用还带来阀芯的垂直振动和水平振动，从而造成控制阀的机械磨损和 破坏。 

 

(3) 噪声空化作用将使控制阀产生各种噪声，严重时产生呼嘯声和尖叫声，其强度可 达llOdB，从而对工作人员的健康产生不良的影响。 

 

3. 避免空化和汽蚀的方法 

 

避免空化和汽蚀的方法，主要从压差的选择、材料、结构上考虑。而最根本的方法是使 控制阀前后压差不大于最大允许压差。不产生空化的最大压差AA：用下式计算，即 

 

 

 

式中 P——阀人口压力，kPa; 

 

P2——阀人口温度下的饱和蒸汽压，kPa; 

 

Kc——汽蚀系数，其值与介质种类、阀芯形状、阀体结构和流向有关，一般等于 0. 25?0. 65。为使控制阀不在空化条件下工作，必须使阀前后压差a/>。如果因工艺条件限制 而使A/OAA，则可采用多级阀芯的高压控制阀或用两个以上的控制阀相串联；也可以用 节流阀和控制阀相串联的方法，使得阀上的压差小于A久；也可以使用抗空化（汽蚀）的特 种控制阀。 

 

 

大多均选用它。但当所选用的控制阀口径较大或压差较高时，要求执行机构有较大的输出 力，此时可考虑选用活塞式执行机构，当然也可用薄膜式执行机构再配上阀门定位器。 

 

在选用气动执行器时，还必须考虑气动执行器的作用方式是气开式还是气关式。有压力 信号时阀关，无压力信号奴阀开为气关式执行器，反之为气开式。气开、气关的选择主要从 工艺生产上安全的要求出i。考虑的原则是：信号压力中断时，应保证设备和工作人员的安 全。如阀门处于打开位置时危害性小，则选择气关式；反之，选择气开式。例如加热炉的燃 气或燃油应采用气开式执行器，即当信号中断时切断进炉燃料，以免炉温过高而造成事故。 若介质为易爆气体，则选用气开式，以防爆炸；若介质为易结晶物料，则选用气关式，以防 堵塞。 

 

由于执行机构有正、反两种作用方式，调节机构也有正装和反装两种方式，因此实现气动执行器的气开、气关时有四种组合方式， 如图3-42所示，图（a)、（d)为气关式，图 (b)、（c)为气开式。  

 

 

 

 

对于双座阀和Dg25mm以上的单座阀， 2推荐用图（a)、(b)两种形式，即执行机构为 正作用，通过阀的正装和反装来实现气关和 气开。对于单导向阀芯的高压阀、角形阀、 Dg25mm以下的直通单座阀以及隔膜阀、三 通阀等，由于阀门只能正装，因此只有通过变换执行机构的正、反作用来实现气开或气关，即采用图（a)、(c)的组合形式。 

 

2.调节机构的选择 

 

生产过程中，被控介质的特性千差万别，有高压的，高黏度的，强腐蚀的；流体的流动 状态也各不相同，有的流量小，有的流量大；有的是分流，有的是合流。因此，必须根据流 体性质、工艺条件和过程控制要求，并参照各种阀门结构的特点进行综合考虑，同时兼顾经 济性来最终确定合适的结构形式。 

 

(二）控制阀流量特性的选择 

 

控制阀流量特性多采用经验准则或根据控制系统的特点进行选择，可从以下几方面 考虑。 

 

1. 从控制系统的控制品质考虑 

 

应使一个控制系统，在负荷变动的情况下，仍能保持预定的品质指标，即它总的放大系 数在控制系统整个操作范围内应保持不变。但在实际生产过程中被控对象的放大系数却总是 随着操作条件和负荷的变化而变化，所以对象特性往往是非线性的。因此，适当地选择控制 阀的特性，以阀的放大倍数变化来补偿被控对象放大倍数的变化，使控制系统的总放大系数 保持不变或近似不变。例如，对于放大系数随负荷的加大而变小的对象，选用放大系数随负 荷加大而变大的等百分比特性控制阀，便能使两者非线性互相抵消，最终使系统的总放大系 数保持不变，近似于线性。 

 

2. 从工艺配管情况考虑 

 

控制阀总是与管道、设备等连在一起使用，由于配管阻力的存在，引起控制阀上压降的变 化，因此阀的理想流量特性畸变为工作流量特性。实际应用中先根据系统的特点确定希望得到 的工作流量特性，然后再考虑工艺配管情况来选择相应的理想特性。具体可参照表3-3选定。 

 

 

从表3-3可以看出，当5 = 0. 6?1时，所选理想特性与工作特性一致，当= 3?0.6时，若要求工作特性是线性的，那么理想特性应选等百分比的。这是因为理想特性为等百分 比的控制阀，在s=0. 3?0.6时，经畸变的工作特性已近于线性了。当要求的工作特性为等 百分比时，那么其理想曲线比它更凹一些，此时可通过修改阀门定位器的反馈凸轮外廓曲线 来补偿。当s<0.3时，直线特性已严重畸变为快开特性，不利于调节；即使是等百分比理 想特性，工作特性也已严重偏离理想特性，接近于直线特性，虽然仍能调节，但调节范围已 大大减小，所以一般不希望s值小于0.3。 

 

确定s的大小，一般从这两方面考虑：首先应保证控制性能，5值越大，工作特性畸变 越小，对调节有利；另一方面，5越大，控制阀上的压差损失越大，造成不必要的动力消 耗。一般设计时取s = 3?0. 5。对于高压系统，考虑到节约动力，允许5 = 15。对于气体介质，因阻力损失小，一般5值都大于0.5。 

 

3.从负荷变化情况考虑 

 

直线阀在小开度时流量相对变化值大，调节过于灵敏，易引起振荡，且阀芯、阀座易受 到破坏。因此，在值小，负荷变化大的场合，不宜采用。等百分比特性阀的放大系数随阀 门行程增加而增大，流量相对变化值是恒定的，因此适合负荷变化幅度大的场合使用。在工 艺变量不能精确确定时，选用等百分比控制阀具有较强的适应性。 

 

目前，国内外生产的控制阀主要有直线、等百分比、快开三种基本流量特性。快开特性 一般应用于双位控制和程序控制。因此，流量特性的选择主要指直线特性和等百分比特性的 选择。 

 

(三）控制阀口径的选择 

 

流量系数是选择控制阀口径的主要依据。为了能正确计算流量系数，首先必须合理确定 控制阀流量和压差的数值。通常把代人流量系数计算公式的流量和压差称为计算流量和计算 压差。在按计算所得的流量系数选择控制阀口径之后，还应对所选阀的开度和可调比进行验 算，以保证所选控制阀的口径能满足控制要求。 

 

选择控制阀口径的步骤如下。 

 

(1) 确定计算流量根据生产能力、设备负荷及介质状况，确定计算流量Qmax和Qmin。 

 

(2) 确定计算压差根据所选定的流量特性和系统特性选定s值，然后决定计算压差。 

 

(3) 计算流量系数根据已决定的计算流量和计算压差，求最大流量时的流量系数KVmax。 

 

(4) 选择流量系数Kv根据已求得的KVmax，在所选用的产品型号的标准系列中，选 取大于KVniax且与其最接近的那一挡KV值。 

 

(5) 验算控制阀开度和可调比 

 

(6) 确定控制阀口径验算合格后，根据流量系数值决定控制阀的公称直径和阀座直径。 

 

1.计算流量的确定 

 

计算流量是指通过控制阀的最大流量。其值应根据工艺设备的生产能力、对象负荷的变化、操作条件变化以及系统的控制品质等因素综合考虑，合理确定。但有两种倾向应避免： 一是过多考虑余量，使阀门口径选得过大，这不但造成经济上的浪费，而且将使阀门经常处 于小开度工作，从而使可调比减小，调节性能变坏，严重时甚至会引起振荡，从而大大降低 阀门寿命；二是只考虑眼前生产，片面强调控制质量，以致当生产力略有提高时，控制阀就 不能适应，被迫更换。计算流量也可以参考泵和压缩机等流体输送机械的能力来确定。有时要综合多种方法来 确定。