通過調(diào)節(jié)閥的靜態(tài)工作特性,可以了解流量qv與開度H的函數(shù)關(guān)系,即

應(yīng)當注意的是,靜態(tài)工作特性的定義并不象固有特性那樣,規(guī)定閥門上的壓力損失是常數(shù)的限制條件。它是管路系統(tǒng)、閥門類型和尺寸的函數(shù)。
1.沒有分支的管路系統(tǒng)

圖1所示為管路系統(tǒng)的原理圖。這個系統(tǒng)的壓力損失分為:調(diào)節(jié)閥上的壓力損失△pr;管道上的壓力損失△pe;升壓設(shè)備內(nèi)部的壓力損失△psio令壓力損失△pe和△psi之和為△pL,即

壓力損失△pL的增加與流量qv的平方成正比,對應(yīng)的關(guān)系式為

在式中,KL是系統(tǒng)的流量系數(shù),考慮上面所指出的,整個管路系統(tǒng)的壓力損失△pso由△pL和△pr組成,即

將△pr和△P1的關(guān)系式()和式(2)代入式(3),得

經(jīng)過運算而獲得

假設(shè)不改變流動方式,而且介質(zhì)是不可壓縮的。對于閥門完全打開的位置,即當變量(qv,△pr,△pL,Kv)取下角標100時,則可寫成下式:

兩式相比而獲得下式:

按所作的假設(shè),調(diào)節(jié)閥的開度改變,也就是流量改變時,系數(shù)KL不變。
如果將式(7)式代入式(6),則

對于全開位置的調(diào)節(jié)閥,式(3)變?yōu)?/p>

將△PL100代入式(8),獲得下式:

進行簡化并假設(shè)Ψ=△Prl00/△pso、kv=kv/kvl00,同時代入上式,得

上面的關(guān)系式,表達了調(diào)節(jié)閥在所作簡化條件下的工作特性。
對于線性的固有特性,在不同的參數(shù)Ψ下,可以給出相應(yīng)的特性曲線族,見圖2;對于對數(shù)特性曲線,在不同的參數(shù)Ψ下,相應(yīng)的工作特性曲線族見圖3。

這些特性曲線族是這樣作出的:對于閥門的不同開度h(h=H/H100),借助于式(1-20)和式(1-21),確定一系列的Kv/Kv100值。Kv值見式(9)。通過固有特性曲線Kv/Kv100=f(h),來確定工作特性曲線qv=f(h)。對應(yīng)于不同的參數(shù)Ψ,確定這些特性曲線族。
圖2和圖3用于選擇有一特定工作特性的調(diào)節(jié)閥。比如,△Pr100/Pso之比在O.4~1之間。線性閥的工作特性應(yīng)該是線性的;△Pr100/Pso之比在O.05~0.3之間,推薦用對數(shù)閥。如果需要一個非線性工作特性,以補償一個非線性的自動化調(diào)節(jié)系統(tǒng),例如,補償非線性的孔板流量變送器,則應(yīng)在特性曲線族中,選擇最恰當?shù)奶匦浴?/p>
從圖2、圖3和式(9)中,可看出在△Pso=△Pr100,即Ψ=1的情況下,工作特性變?yōu)楣逃械木€性特性或?qū)?shù)特性。這要根據(jù)調(diào)節(jié)閥的類型而定。在實際中,它代表了下列近似情況,即安裝調(diào)節(jié)閥的管路非常短,局部阻力非常小,而升壓設(shè)備內(nèi)部壓力損失是可以忽略的。
圖4還表示了當Ψ=1時的升壓設(shè)備特性曲線,即圖中虛線。因為在po=常數(shù)時,△Psi=0。這種情況有時會在實踐中遇到,即當調(diào)節(jié)閥被安裝在兩罐之間,而罐的壓力保持常數(shù)的情況。圖5中的特性曲線1對應(yīng)于這種情況。

RRl00–一在管路系統(tǒng)中只有調(diào)節(jié)閥,而調(diào)節(jié)閥RR是全開的
RR100+Cv–在管路系統(tǒng)中包括全開的調(diào)節(jié)閥RR和管路
RR+C–在管路系統(tǒng)中包括調(diào)節(jié)閥RR和管路,調(diào)節(jié)閥
RR置于某一個開度;……沒有內(nèi)部阻力的升壓設(shè)備特性曲線,此時△Psi=0

1-大容器而流量非常小
2-大流量且有離心泵或離心壓縮機
3-有離心泵
4-有容積泵
除了用對應(yīng)于閥門最大開度時的流量qv100的比率來表達工作特性曲線以外,還通過對應(yīng)于閥門全開,并且升壓設(shè)備內(nèi)部壓力損失△Psi和導(dǎo)管壓力損失△Pc是零時的流量qvmax的比率來表示特性曲線。這種情況就意味著調(diào)節(jié)閥是管路系統(tǒng)的唯一阻力,也就是調(diào)節(jié)閥的壓力損失△Pr100就等于整個系統(tǒng)的壓力損失,即△Pr100=△Pso管路系統(tǒng)工作點是po和qvmax,見圖5。

式(8)除以式(10),得

其中 kv=Kv/Kv100 Ψ=△pr100/△pso
圖6和圖7示出了從式(11)得出的工作特性曲線族。可分為兩種類型:線性特性曲線和對數(shù)特性曲線。

對于Ψ=1,有△pr100=△pso,即升壓設(shè)備產(chǎn)生的全部壓力損失在調(diào)節(jié)閥上。在這種情況下,流量有最大值qvmax。Ψ<1的情況下,對于管路系統(tǒng)有更實際的意義。這相應(yīng)于調(diào)節(jié)閥上的壓力損失△pr較小,即通過它的液體流量也較小的情況。對于同樣尺寸和同樣開度的調(diào)節(jié)閥,液體流量減少,與閥門上的壓力損失成比例,這就是圖6和圖7中工作特性曲線的意義。