引言    

在自動控制專業(yè)工程設(shè)計(jì)中，調(diào)節(jié)閥選擇計(jì)算是一項(xiàng)非常重要的工作，其計(jì)算相對復(fù)雜，選擇所需的參數(shù)較多，特別是在中大型工程中，閥門數(shù)量較多，閥門參數(shù)的計(jì)算需要大量的能源。LABVIEW軟件開發(fā)的閥門選擇參數(shù)計(jì)算程序可以快速計(jì)算閥門參數(shù)，方便工程師根據(jù)個人設(shè)計(jì)習(xí)慣修改相關(guān)邏輯和計(jì)算參數(shù)，高效完成工程設(shè)計(jì)任務(wù)。

1 調(diào)節(jié)閥口徑的計(jì)算原理

確定調(diào)節(jié)閥口徑的關(guān)鍵是計(jì)算流量系數(shù)的兩個重要參數(shù)Cv調(diào)節(jié)閥最大/最小開度。Cv計(jì)算后，根據(jù)圓形值，在選型樣本中初選相應(yīng)公稱口徑的額定Cv，因此，可以計(jì)算出額定Cv值時，調(diào)節(jié)閥的最大/最小開度。相對行程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定范圍:線性閥10~80%，等比閥30~90%，檢查計(jì)算出的最大/最小開度結(jié)果是否在范圍內(nèi)，最終確定閥門額定Cv值、口徑和閥芯尺寸。

1.1 流量系數(shù)Cv的計(jì)算

流量系數(shù)由流體力學(xué)中的節(jié)流原理和調(diào)節(jié)閥流量方程得出Cv計(jì)算公式：

Q：流量，m³/h；γ：密度，g/cm³；△p：壓差，kgf/cm²。

推導(dǎo)公式過程不再重復(fù)，計(jì)算時應(yīng)注意使用正確的單位。

1.2 計(jì)算調(diào)節(jié)閥最大/最小開度

開度計(jì)算公式由閥阻比、流量系數(shù)比和開度之間的關(guān)系推導(dǎo)出：

R：閥阻比；Cmin：最小流量系數(shù)值；Cmax：最大流量系數(shù)值；額定Cv：在閥門口徑下選擇額定流量系數(shù)。

2 調(diào)節(jié)閥計(jì)算程序的圖形語言

LABVIEW圖形語言編程易于使用，具有數(shù)學(xué)、邏輯、測量、信號處理、模擬等綜合功能。軟件開發(fā)分為程序和操作界面兩部分。根據(jù)上述公式和設(shè)計(jì)要求，編寫選擇計(jì)算程序，注釋輸入和輸出參數(shù)，易于閱讀和修改。

圖1

3 操作界面計(jì)算調(diào)節(jié)閥口徑選擇

LABVIEW軟件界面簡單直觀，適合工程應(yīng)用。如圖2所示，前兩種行為的輸入包括最大/正常/最小流量Q、密度γ、壓差△p、可調(diào)比R、圓整系數(shù)、Cv選擇值。后兩種行為的輸出包括：最大/正常/最小流量Cv、最大/正常/最小開度，圓形Cv。界面底部有4個常用說明，方便用戶理解和操作。

在圖1和圖2中，程序面板和界面上注釋一致的變量一一對應(yīng)，動態(tài)相關(guān)，可結(jié)合閱讀。

圖2 調(diào)節(jié)閥口徑選擇計(jì)算操作界面

44 閥門選型參數(shù)計(jì)算應(yīng)用

以實(shí)際工程設(shè)計(jì)中液氨調(diào)節(jié)閥進(jìn)入設(shè)備的選擇參數(shù)為例。主要操作條件：最大流量，40.0m³/h；正常流量，30.0m³/h，最小流量，10.0m³/h；設(shè)計(jì)壓力，1.3MPa；密度，0.604g/cm³；壓差，0.1MPa；可調(diào)比：50。將上述參數(shù)輸入操作界面，計(jì)算操作程序Cv=53.601。

工藝管的尺寸為DN125.參照調(diào)節(jié)閥樣本選擇值Cv135滿足實(shí)際需要。相應(yīng)的閥門直徑為80mm，閥芯尺寸也為80mm。檢驗(yàn)開度41.3～66.4%在30~90%范圍內(nèi)。

LABVIEW該程序具有打印功能，可作為工程設(shè)計(jì)的計(jì)算書直接打印。

5 結(jié)論

進(jìn)口閥的計(jì)算采用Cv如果國內(nèi)閥門采用值，Kv根據(jù)公式，值Cv=1.167×Kv換算。對于阻塞流動和氣體介質(zhì)還可以通過FL膨脹系數(shù)法可以在此程序的基礎(chǔ)上進(jìn)行修正，并結(jié)合LABVIEW實(shí)現(xiàn)邏輯結(jié)構(gòu)語言。

LABVIEW它是一款非常適合工程設(shè)計(jì)師的獨(dú)立程序開發(fā)軟件，易于編寫程序，時間短；根據(jù)需要，還可以定制個性化功能，不斷改進(jìn)和補(bǔ)充，幫助工程師更好地完成設(shè)計(jì)工作，也是一種節(jié)省時間、低成本的工程計(jì)算軟件開發(fā)方法。