調(diào)節(jié)閥有兩種基本的流量特性：

線性流量特性

等百分比流量特性Ф=Ф0Rh （2）

式中：Ф為對應某開度是的流量系數(shù)；R為可調(diào)比；h為相對開度；Ф0為h=0是的流量系數(shù)。

按照傳統(tǒng)的解釋，可調(diào)比 R 是指所能控制最大流量的比值，即

在設計調(diào)節(jié)閥時，需先設定一個R值，然后計算各開度下的流量系數(shù)Ф，以此作為設計閥芯曲線和套簡窗口的依據(jù)。國內(nèi)調(diào)節(jié)閥行業(yè)的兩次統(tǒng)一設計，都是在設定R=30前提下，計算出了各開度對應的流量系數(shù)理論值（見表 1）。

從應用角度，希望調(diào)節(jié)閥的放大倍數(shù) KD 大一些，而 KD 與可調(diào)節(jié)比 R 有關，

線性特性

等百分比特性

式中：L為全行程開度。可以看出，增大KD，應提高R值，因此，制造廠都將可調(diào)比大于某一數(shù)值作為一項性能指標予以標明。但是調(diào)節(jié)閥R值越大，設計制造難度越大。對單、雙座調(diào)節(jié)閥，若R值過大，閥芯制造時會在90%~100%開度范圍內(nèi)產(chǎn)生根切現(xiàn)象；對套筒調(diào)節(jié)閥，若R值太大，在90%~100%開度范圍內(nèi)會因窗口尺寸過寬而無法制造。這些都限制了R值的提高。

制造廠是在R=30前提下設計制造出調(diào)節(jié)閥產(chǎn)品，但對調(diào)節(jié)閥產(chǎn)品實際R值是多大、它與R=30的偏差等問題，目前尚未引起人們的重視。由于，設計人員對R值的認識僅局限在Qmax和Qmin的比上，而Qmin只是個理論上存在的數(shù)值，無法進行測量，因此認為實際可調(diào)比也是無法計算的。在目前見到的有關調(diào)節(jié)閥的資料中，尚未看到這方面的論述。國內(nèi)外調(diào)節(jié)閥的 標準中，也未提出對R值的測量、計算和考核辦法。這是由于對可調(diào)比概念的片面理解所造成的，現(xiàn)在有必要從可調(diào)比與流量系數(shù)的關系入手作進一步探討與研究。

1、可比閥與流量特性曲線的關系

從流量系數(shù)的計算公式可以看出，R值取決于，但它決定了任意一個相對行程時的流量系數(shù)值。因此，無論從調(diào)節(jié)閥的設計、制造和應用角度講，這一點都具有很重要的實際意義。因為，任何調(diào)節(jié)閥都不可能使用在它的最小開度，也就是不會用其Qmin來工作，大量的使用場合是在某一開度（一般在全行程的20%~80%）上對流量進行控制。此時，調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)大小決定了調(diào)節(jié)閥的工作開度，流量系數(shù)相對于行程的變化量決定了調(diào)節(jié)閥的放大倍數(shù)，這些均與R值有關。因此，不能簡單地從Qmax和Qmin的比去理解R值，而應當把R值看作是整個流量特性曲線的一個特征參數(shù)。

分析式（1）、式（2）與式（3）、式（4）可以看出，R 值變化對線性流量特性影響不大，特別在R＞1時，Ф與KD均與R值無關；對等百分比特性影響則較大，因此本文討論值對流量系數(shù)的影響僅限于等百分比特性。

當R值作為流量特性曲線的一個特征參數(shù)時，可以設想將全行程的流量特性曲線看成由幾個不同R值決定的幾段流量特性曲線組合而成。在0~80%開度時，R值取大一些，使調(diào)節(jié)閥在工作行程范圍內(nèi)有足夠的R值，也就是有足夠的放大倍數(shù)。在80%~100%開度范圍，R值取小一些，使調(diào)節(jié)閥制造過程中，閥芯曲線和套筒開窗都容易實現(xiàn)。提高工作開度下的R值，也可以作為在調(diào)節(jié)閥設計中探索提高流通能力的一個途徑。分段取不同的R值這一思想，已從IEC534—2—4（草案）和國外一些調(diào)節(jié)閥流量系數(shù)表中體現(xiàn)出來，這時可調(diào)比的含義已經(jīng)不再是Qmax和Qmin之比了，它應當作為流量特性曲線的一個特征參數(shù)被認識、被研究。

2 R值計算方法

調(diào)節(jié)閥實際可調(diào)比R值是可以計算出來的，根據(jù)公式（2）可推導出

lnФ=lnФ0+hlnR（6）

在lnФ—h坐標系中，等百分比流量特性曲線是一直線，R值實際上決定了該直線的斜率。實際測量一臺調(diào)節(jié)閥的流量特性，可以得到若干組（Ф，h）數(shù)據(jù)，由于制造和測量誤差，這些測量值在lnФ—h坐標系中呈近似直線分布，并認為這條近似直線就是這臺調(diào)節(jié)閥的實際流量特性曲線。要得到這樣一條直線，并使其最接近坐標系中的這些點，建議用最小二乘法求解。

在測量一臺調(diào)節(jié)閥于不同開度時的流量系數(shù)時，可以得到相對行程和流量系數(shù)的K組數(shù)據(jù)，代入公式（6）得到方程組

式中：Ф0，R為這臺調(diào)節(jié)閥的實際值，可從方程組（7）中用最小二乘法求其近似值：

一般情況下取10個開度進行測量，即hi分別去0.1，0.2，0.3，…，1.0。此時有K=10，=5.5；=3.85，代入式（8）則有

將測量所得流量系數(shù)Фi代入公式（9），即可解出該臺調(diào)節(jié)閥的實際可調(diào)比R值。若將表 1中等百分比流量系數(shù)的理論值代入公式（9），即可反算出R=30。按式（9）解出的是全行程的可調(diào)比，為了準確了解調(diào)節(jié)閥在工作段的可調(diào)比，hi可分別取 0.2，0.3，…，0.8，即k=7，=3.5，=2.03，則有

代入20%~80%開度時的各流量系數(shù)，可以得到該段流量特性的R值。同樣，將表 1中理論值數(shù)據(jù)代入式（10），也可反算出 R=30。由于式（9）、式（10）中Ф值都是以比值形式出現(xiàn)，無論用絕對流量系數(shù)或相對流量系數(shù)計算其結(jié)果都是相等的。因此，用來計算 R 值是很方便的。同樣，當需要計算任意段流量特性曲線的 值時，都可以推出相應的計算公式。

3 國內(nèi)外一些調(diào)節(jié)閥 R 值的比較

依據(jù)式（9）用國內(nèi)統(tǒng)一設計的雙座調(diào)節(jié)閥和聯(lián)合設計的套筒調(diào)節(jié)閥，以及Fisher公司的ED型套筒閥的流量系數(shù)計算相應的R值，其結(jié)果見表 2~表 4。

從表中可以看出，盡管雙座調(diào)節(jié)閥和套筒調(diào)節(jié)閥在設計時預先設定 R=30，但實際生產(chǎn)的各種規(guī)格的調(diào)節(jié)閥其 R 值是不相同的。

比較表 2、表 3、表 4 還可以看出，國產(chǎn)調(diào)節(jié)閥的R值比國外調(diào)節(jié)閥小，國內(nèi)雙座閥=30.5、套簡閥R=36.2；Fisher公司ED型套簡閥=45.9。

再按式（10）計算國內(nèi)套簡閥和Fisher公司ED型套簡閥在工作行程段（h=0.2~0.8）時的R值，并與全行程時的R值相比較，結(jié)果見表 5 與表 6。可以看出，國產(chǎn)套簡閥工作行程段的R值和全行程R值接近，無顯著改變，=34.2，而Fisher公司套簡閥在工作行程段的R值明顯高于全行程的R值，=60.5。

提高工作行程段的R值，其優(yōu)越性在于它能更好地滿足自控系統(tǒng)的需要，還能提高80%開度時的流量系數(shù)值，從而使全開時閥的流通能力有較顯著的提高。通過對R值的分析比較，說明了國內(nèi)外調(diào)節(jié)閥在設計水平上存在一定的差距。

4、對 IEC 534—2—4（草案）的理解IEC 534—2—4（草案）第3.3款對等百分比流量特性做了如下規(guī)定：

“在h=0.2和 h=0.8之間，任意兩個相鄰流量系數(shù)發(fā)表值的對數(shù)之間的差值應在0.13和0.2范圍內(nèi)”。“低于h=0.2這兩個值相應為0.13和0.25；高于h=0.8，此值應相應為0.03 和0.2”。

這里作為流量特性偏差范圍的選取，應當看作是按R值的變化范圍決定的，試計算

R=20，0.1×logR=0.13

R=100，0.1×logR=0.20

R=300，0.1×logR=0.25

R=2，0.1×logR=0.03

也就是說，流量特性偏差實際上是分段限制R值的變化范圍，即

h=0.2~0.8，R=20~80；

h=0.8~1.0，R=2~100；

h=0~0.2，R=20~300；

IEC 的這一規(guī)定正是體現(xiàn)了將R值作為流量特性曲線的一個特征參數(shù)，并實現(xiàn)了在全行程范圍內(nèi)可以取不同R值這一設計思想。而國標GB 4213—84《氣動調(diào)節(jié)閥通用技術(shù)條件》在這個問題上是和IEC標準存在一定差異的。深入討論R值及流量系數(shù)的關系，無論對設計、制造、應用調(diào)節(jié)閥都有一定的意義，對加強調(diào)節(jié)閥的基礎理論研究，提高我國調(diào)節(jié)閥設計制造水平，都是十分必要的。