關(guān)于ASCO電磁閥的流量特性定義及計(jì)算
表述流量特性的兩個(gè)參數(shù)聲速流導(dǎo)C和臨界壓力比系數(shù)b，分析閥門流量音速段和亞音速段的特性，提出臨界壓力比b選擇的合理建議，給出了簡(jiǎn)單、方便的流量計(jì)算公式以及閥門截面積的計(jì)算方法。
關(guān)鍵字：臨界壓力比 流量計(jì)算公式 截面積
1 流量特性的表述
臨界壓力比b和聲速流導(dǎo)C在ISO6358-2008標(biāo)準(zhǔn)表述為流量特性的兩個(gè)特性參數(shù)。通過(guò)它們來(lái)計(jì)算氣體閥門的流量特性曲線，其準(zhǔn)確性難以保證。在實(shí)際的工程設(shè)計(jì)中，氣體閥門的流量特性非常重要，但目前氣體流量特性的計(jì)算和測(cè)量存在多種方法。這些方法主要的原理都是相同的，但也存在些差異，主要表現(xiàn)在使用的計(jì)算公式、單位、符號(hào)、測(cè)量方法等。這種情況使產(chǎn)品設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)帶來(lái)極大的不便。本文介紹當(dāng)前具有比較有代表性的氣體閥門流量特性的參數(shù)定義、計(jì)算公式、測(cè)量方法，并給出流量特性參數(shù)之間的換算關(guān)系，以及閥門截面的計(jì)算等。
1.1 聲速流導(dǎo)C
通過(guò)公式(1)可計(jì)算聲速流導(dǎo)C。通過(guò)分析普通電磁閥入口壓力和大口開(kāi)度的關(guān)系，從圖1和圖2中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出：聲速流導(dǎo)C值與氣體閥門入口壓力和閥門開(kāi)度呈線性關(guān)系，但是同等開(kāi)度下C值隨入口壓力的變化程度遠(yuǎn)小于同等情況下入口力下C值隨閥門開(kāi)度的變化。所以，流量特性參數(shù)C主要受閥門開(kāi)度影響，在開(kāi)度給定的情況下，C值基本可以確定。
ASCO電磁閥速流導(dǎo)C與氣體閥門入口壓力關(guān)系
ASCO電磁閥聲速流導(dǎo)C與閥門開(kāi)度關(guān)系
1.2 臨界壓力比b
ASCO電磁閥規(guī)定公式(2)計(jì)算臨界壓力比b值。在產(chǎn)品工程設(shè)計(jì)中，通過(guò)公式很難獲得準(zhǔn)確的值。通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法，能夠獲得比較準(zhǔn)確的值。具體如下：保持被測(cè)氣體閥門入口壓力及溫度為定值，逐步開(kāi)啟流量調(diào)節(jié)器，以降低被測(cè)氣體閥門的出口壓力，直被測(cè)氣體閥門的流量不再增大，此時(shí)，便是被測(cè)氣體閥門的臨界點(diǎn)。此臨界點(diǎn)的壓力比便是臨界壓力比b
ASCO電磁閥的流量的表述有體積流量和流量?jī)煞N。通常情況下，體積流量具有直觀易懂。所以在工程設(shè)計(jì)應(yīng)用中流量都是采用體積流量。根據(jù)理想狀態(tài)方程式，氣體的體積和壓力、溫度相關(guān)，對(duì)于相同的壓縮氣體，壓力和溫度的不同會(huì)導(dǎo)致其體積差異很大。因此，在表示氣體體積的時(shí)候，應(yīng)該注明該體積對(duì)應(yīng)的壓力和溫度。
表1 基準(zhǔn)狀態(tài)和標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)
通常工程上分別采用基準(zhǔn)狀態(tài)和標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)來(lái)定義氣體的狀態(tài)，般體積流量要換算到這兩種狀態(tài)下的數(shù)值來(lái)表示。下表給出了基準(zhǔn)狀態(tài)和標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的定義、對(duì)應(yīng)的符號(hào)參見(jiàn)表1所示。實(shí)際的氣體狀態(tài)與標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)和基準(zhǔn)狀態(tài)之間的換算關(guān)系如下：
ASCO電磁閥等效流量特性分析
ASCO電磁閥閥口由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，閥口開(kāi)度無(wú)法把握，工程設(shè)計(jì)中，可以等效成圖5所示的結(jié)構(gòu)。氣孔的進(jìn)氣壓力保持定時(shí)，隨著出氣端壓力的降低，流量Q逐漸增大。但出氣端壓力降到定值時(shí)，即使再降壓力，流量也不再增加而趨于飽和。這是由于空氣流速在氣孔后側(cè)達(dá)到音速，其后的壓力的降低不能影響到進(jìn)氣端。這種飽和狀態(tài)下的流動(dòng)稱為音速流，反之，不飽和狀態(tài)下的流動(dòng)稱為亞音速流。
