調(diào)節(jié)閥閥芯形狀基本上可分為三種：柱塞式、開口式和套筒式。但無論何種閥芯，都可以具有相同的流量特性，每一種流量特性都有相同的數(shù)學(xué)模型和數(shù)學(xué)方程。目前最為廣泛應(yīng)用到的有直線流量特性的直線方程和等百分比流量特性的對數(shù)方程。
直線流量特性和等百分比流量特性均指調(diào)節(jié)閥的理想流量特性，理想流量特性是在閥前后壓差恒定的情況下得到的。顯然，在實際工況下閥前后的壓差不是恒定的。因此研究調(diào)節(jié)閥最主要的是研究其工作特性，即實際工況下流量與閥門開度變化的關(guān)系。
直線流量特性的數(shù)學(xué)方程：
�。�1）
式中：G/Gmax--相對流量，即調(diào)節(jié)閥在某一開度下的流量與全開流量之比；
L/Lmax--相對開度，即調(diào)節(jié)閥某一開度下的行程與全開時行程之比；
k--常數(shù)，即調(diào)節(jié)閥的放大系數(shù)。
進而可得：
（2）
式中R為可調(diào)比，即調(diào)節(jié)所能控制的最大流量與最小流量之比，R = Gmax/Gmin。
由等百分比流量特性的數(shù)學(xué)方程
（3）
可得
式（2）、、（4）只適用于計算機流量特性為直線型和等百分比型的調(diào)節(jié)閥各個開度下的流量，不能用于計算各個開度的流通截面積，而這正是現(xiàn)有調(diào)節(jié)閥閥芯設(shè)計的問題所在，文獻[2]等即認(rèn)為：G/Gmax=F/Fmax。
為了計算各開度下的流通截面積，由文獻[3]可得：
�。�5）
式中：G--流量，kg/s；
α--流量系數(shù)；
F--調(diào)節(jié)閥的流通截面積，m2；
ρ--介質(zhì)的密度，kg/m3；
Δp--調(diào)節(jié)閥前后的壓差，Pa。
由式（5）可得：
�。�6）
下角標(biāo)max是指調(diào)節(jié)閥最大行程時的各參數(shù)。
分別聯(lián)立式（2）、（6）和式（5）、（6）可得：
�。�7）
�。�8）
式（7）、（8）分別為流量特性曲線是直線型和等百分比型調(diào)節(jié)閥的流通截面積計算公式。其中流量系數(shù)α可依據(jù)相關(guān)文獻可查得近似值，亦可以據(jù)其所述原理進行標(biāo)定。
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