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基于LABVIEW的调节阀口径选型软件开发

发布时间:2017-01-10

santongtiaojiefa

引言

自动控制专业工程设计中,调节阀选型计算是非常重要的工作,其计算比较复杂,选型需要的参数较多,特别在中、大型工程中,阀门数量较多,阀门参数的计算需要花费大量精力。利用LABVIEW软件开发的阀门选型参数计算程序,能够迅速地进行阀门参数计算,且方便工程师根据个人设计习惯修改相关逻辑和计算参数,高效率完成工程设计任务。

1 调节阀口径的计算原理

调节阀口径确定的关键是要计算出两个重要参数—流量系数Cv和调节阀最大/最小开度。Cv计算出后,根据圆整后的值,在选型样本中初选对应公称口径中的额定Cv,由此可以计算出对应额定Cv值时,调节阀的最大/最小开度。相对行程的标准规定范围:线性阀10~80%,等百分比阀30~90%,检验计算所得出的最大/最小开度结果是否在范围内,并最终确定阀门的额定Cv值、口径及阀芯尺寸。 1.1 流量系数Cv的计算 由流体力学中节流原理和调节阀流量方程式,得出流量系数Cv的计算公式: Q:流量,m3/h;γ:密度,g/cm3;△p:压差,kgf/cm2。 推导公式过程不再赘述,计算时应注意使用正确的单位。 1.2 调节阀最大/最小开度计算 由阀阻比、流量系数比值和开度的关系推导出开度计算公式: R:阀阻比;Cmin:流量系数最小值;Cmax:流量系数最大值;额定Cv:选择阀门口径下的额定流量系数。

2 调节阀计算程序的图形语言

LABVIEW的图形语言编程易上手,有数学、逻辑、测量、信号处理、仿真等全面的功能,软件开发分为程序和操作界面两部分。参照上述公式和设计要求,进行了选型计算程序编写,编写过程中对输入、输出参数都作了注释,易于读懂和修改,程序见图1。

3 调节阀口径选型计算的操作界面

LABVIEW软件的界面简约直观,适合工程应用。如图2,前两行为输入量,包括:最大/正常/最小流量Q、密度γ、压差△p、可调比R、圆整系数、Cv选择值。后两行为输出量,包括:最大/正常/最小流量时Cv、最大/正常/最小开度、圆整后的Cv。界面最下方有4点常用说明,便于使用人员理解和操作。

4 阀门选型参数计算应用

以某实际工程设计中,“进设备的液氨调节阀”的选型参数计算为例。主要操作条件:最大流量,40.0m3/h;正常流量,30.0m3/h,最小流量,10.0m3/h;设计压力,1.3MPa;密度,0.604g/cm3;压差,0.1MPa;可调比:50。将以上参数输入操作界面中,运行程序,计算出圆整后的Cv=53.601。 工艺管道尺寸为DN125,参照某调节阀样本,选择值Cv为135较为满足实际需要。对应的阀门口径为80mm,阀芯尺寸也为80mm。检验开度41.3~66.4%在30~90%的范围内。 LABVIEW的程序中带有打印功能,可以直接打印出来,作为工程设计的计算书。

5 结论

对于进口阀门的计算均采用Cv值,如果是国产阀门采用Kv值,可根据公式Cv=1.167×Kv换算。对于阻塞流动和气体介质还可以通过FL和膨胀系数法可在此程序的基础上修正,并结合LABVIEW的逻辑结构语言实现。 LABVIEW是一款非常适合工程设计人员的自主程序开发软件,编写程序易于上手,耗时较短;根据需求,还可以定制个性化功能,不断完善和补充,辅助工程师更好地完成设计工作,也是一种省时、低成本的工程计算软件开发的方法。 http://www.dttjf.com/archives/2902/

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