控制阀工程设计与应用

　　将控制阀作为控制系统的一部分进行分析，既有控制阀的理论计算，又有工程应用中控制阀的经验估算，结合OCS和FCS对阀门定位器进行研究和分析，附控制阀相关数据表。内容包括：控制阀的内容和结构、控制阀的特性及其对控制系统的影响、控制阀的工程设计和选择、阀门定位器、控制阀的测试和安装、控制阀的维修。本书从工程和应用的角度出发，全面和系统地介绍了工业控制阀的工程设计、应用和维修的知识。内容涉及控制阀的类型和结构、控制阀性能对控制品质的影响、控制阀工程设计和经验估算、阀门定位器、控制阀安装、维护和维修等。本书以控制理论为依据，以控制工程实例为工具，对控制阀进行了详细地分析和研究，力求达到理论与实践紧密结合。本书可作为工业生产过程控制领域的工程技术人员、设计部门的技术人员和控制阀设计、应用和维护人员的参考资料。此外，本书也适合自动化、仪表专业的教学参考。

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第1章概述1
11控制阀在工业生产过程控制中的作用1
111控制系统的基本组成1
112控制阀的重要性2
12控制阀的发展历史2
121控制阀的发展历史2
122我国控制阀的现状3
123控制阀发展的特点4
13控制阀的发展方向4
131控制阀应用中存在的问题4
132控制阀的发展方向4
第2章控制阀的结构8
21控制阀的类型8
211控制阀的组成和分类8
2111控制阀的组成8
2112控制阀的分类10
212数字式控制阀17
213自力式控制阀19
214智能控制阀20
2141带智能阀门定位器的气动控制阀21
2142智能电动控制阀22
2143带现场总线智能阀门定位器的气动控制阀22
22控制阀的结构22
221执行机构22
2211气动薄膜执行机构22
2212气动活塞执行机构24
2213电动执行机构25
2214电液执行机构28
2215手动执行机构29
222调节机构31
223填料函和填料结构33
2231填料34
2232填料结构34
224控制阀结构特点37
第3章控制阀性能对控制系统的影响39
31控制系统的性能指标39
311控制系统的时域性能指标39
3111衰减比40
3112超调量和最大动态偏差40
3113余差40
3114回复时间和振荡频率40
3115偏离度41
312控制系统的积分性能指标42
3121误差平方积分鉴定指标ISE42
3122绝对误差积分鉴定指标IAE42
3123时间乘绝对误差积分鉴定指标ITAE43
313控制系统正常运行的重要准则43
32控制阀的特性43
321执行机构的传递函数43
3211气动薄膜执行机构膜头的传递函数43
3212摩擦和时滞45
322控制阀的固有流量特性45
3221线性流量特性46
3222等百分比流量特性47
3223快开流量特性48
3224抛物线流量特性49
3225其他流量特性49
323控制阀的可调比50
3231控制阀的理想可调比50
3232控制阀的实际可调比50
3233提高控制阀可调比的措施51
324控制阀固有流量特性的选择51
3241控制阀的工作流量特性52
3242从静态考虑选择控制阀的工作流量特性55
3243从动态考虑选择控制阀的工作流量特性58
3244从控制阀的工作流量特性选择控制阀的固有流量特性60
3245工程应用时流量特性的选用61
33控制阀性能对控制系统的影响61
331执行机构性能对控制系统控制品质的影响61
3311静态性能对控制系统控制品质的影响61
3312动态性能对控制系统控制品质的影响63
332调节机构性能对控制系统控制品质的影响64
3321静态性能对控制系统控制品质的影响64
3322动态性能对控制系统控制品质的影响65
333节能的考虑68
3331压降比ｓ的影响68
3332低压降比与节能69
3333低压降比控制阀70
第4章控制阀的工程设计71
41控制阀设计计算的理论基础71
411控制阀的工作原理71
4111节流原理71
4112阻塞流.压力恢复系数和压差比73
4113闪蒸和汽蚀75
412控制阀力（矩）系统的计算76
4121执行机构输出推力（矩）的计算76
4122调节机构不平衡力（矩）的计算79
4123其他力（矩）的计算81
4124控制阀增益83
4125控制阀两端的允许压降86
413流量系数的计算88
4131流量系数的原有计算公式88
4132流量系数的IEC计算公式91
4133影响流量系数计算的因素96
4134流量系数的圆整104
4135计算示例104
414控制阀的噪声预估110
4141控制阀的噪声110
4142控制阀噪声预估113
4143噪声测定和治理噪声的措施127
42控制阀的设计计算和选型135
421工程设计符号135
4211控制阀的工程设计符号135
4212工程设计符号的示例137
422控制阀数据表138
4221控制阀类型的选择142
4222控制阀材质的选择144
4223控制阀泄漏量等级的选择150
4224控制阀气开和气关方式的选择152
4225控制阀流量特性的选择153
4226控制阀内流体流向的选择154
423控制阀通径的确定155
4231计算流量系数所需数据的准备155
4232计算流量系数的确定156
4233控制阀额定流量系数的确定156
4234确定控制阀通径160
424控制阀的防爆160
4241危险场所的分类160
4242仪表防爆等级和外壳等级163
425设计选型中的注意事项166
4251控制阀两端压降的确定166
4252最大流量的确定172
4253不平衡力或力矩的核算172
4254控制阀附件的选择173
43控制阀工程设计的经验估算180
431根据正常操作条件进行设计估算180
4311不考虑压降比时的设计估算181
4312考虑压降比时的设计估算182
4313基于生产过程最大流量的设计估算186
4314设计估算时的注意事项187
432计算条件不足时的经验估算188
第5章阀门定位器189
51阀门定位器的工作原理189
511阀门定位器的工作原理189
5111阀门定位器的分类189
5112阀门定位器的工作原理189
5113阀门定位器的功能195
512阀门定位器的传递函数分析196
52阀门定位器在控制系统中的作用197
521阀门定位器组成的串级控制系统197
5211串级控制系统的基本结构197
5212串级控制系统的特点199
5213阀门定位器组成串级控制系统的功能202
522阀门定位器应用中的注意事项204
5221非线性反馈凸轮引入非线性204
5222共振现象205
53智能阀门定位器205
531智能阀门定位器的工作原理205
5311非智能阀门定位器的缺点205
5312智能阀门定位器的工作原理206
5313智能阀门定位器与非智能阀门定位器的比较207
532智能阀门定位器对控制系统性能的影响208
533智能阀门定位器的优点208
534非线性补偿环节特性209
第6章控制阀的测试和安装212
61控制阀的测试212
611主要性能指标的测试212
6111静特性测试212
6112气密性测试214
6113密封性测试214
6114泄漏量测试215
6115空载全行程时间测试216
6116绝缘性能测试218
6117其他性能测试218
612型式测试220
6121额定流量系数和固有流量特性测试220
6122阀门类型修正系数Fd测试226
6123其他专项测试227
62控制阀的安装230
621安装施工的准备230
6211安装施工的组织230
6212安装施工的分工231
622控制阀安装施工的规定232
6221安装施工的一般规定232
6222安装施工的注意事项232
623控制阀安装前的检验235
6231控制阀安装前检验的环境条件236
6232控制阀安装前的检验内容236
6233控制阀的气源要求236
624控制阀现场调试237
6241线路调试237
6242系统调试238
第7章控制阀的维修239
71控制阀的故障分析239
711执行机构的故障分析239
7111填料造成的故障239
7112执行机构的气密性造成的故障239
7113不平衡力造成的故障239
7114电动执行机构的故障240
712调节机构的故障分析240
7121流量特性不匹配造成的故障240
7122流路设计和安装不当造成的故障240
7123泄漏量造成的故障241
7124阀芯脱落造成的故障241
713阀门定位器的故障241
7131阀门定位器凸轮不合适造成的故障241
7132阀门定位器放大器造成的故障241
7133阀门定位器检测杆不匹配造成的故障242
714气动系统常见故障242
7141水分造成的影响和故障分析242
7142油分造成的影响和故障分析242
7143粉尘造成的影响和故障分析242
72控制阀的维护243
721控制阀的日常维护243
7211控制阀维护人员的技能要求243
7212控制阀日常维护工作内容243
7213控制阀的定期校验244
722控制阀的预见性维护244
73控制阀的维修248
731控制阀的定期维修248
7311控制阀的日常维修248
7312日常维修的主要内容249
732控制阀的预见性维修250
附录251
附录A1控制阀数据表251
附录A2电动控制阀数据表252
附录A3气动切断阀数据表253
附录A4自力式控制阀数据表254
附录A5二通电磁阀数据表255
附录A6先导电磁阀数据表256
附录B国内外金属材料牌号（近似）对照表257
参考文献258