船用调节阀流量特性
船用调节阀在管道中属于消耗流体能量的节流元件，以理想不可压缩流体为介质时，根据理想流体Bernoulli方程建立能量关系，当船用调节阀开度一定，其节流过程能量损失与介质动能成正比，假设船用调节阀管道水平，位能差为0，船用调节阀前后管径相等，介质流速不变，动能差为0，整理后得到经过船用调节阀流量与其余各参数关系式(1)。对于气体、蒸气等可压缩流体，由于节流过程的压力变化会导致介质密度变化，需要引入膨胀因子Y进行修正。式(2)为采用IEC膨胀系数法得到的流量系数计算公式。
式中：A为船用调节阀前后管路截面积，m2；v为管路中流体的平均流速，m/s；ρ为介质密度，kg/m3；ξ为比例系数；Q为流经船用调节阀的流量，m3/船用调节阀h；ΔP为船用调节阀两端压差，kPa；关联参数C为船用调节阀当前开度下的流量系数；W为介质质量流量，kg/h；Y为膨胀因子；P1为阀入口处绝压，kPa；船用调节阀T为阀入口处工质热力学温度，K；Z为压缩因子；x为进出口压差ΔP与入口绝压P1之比。
实际应用中调节阀的流量系数受管路系统和介质流动状态影响，需要对以上两式的计算结果进行附接管修正、雷诺数修正、阻塞流修正和阀阻比修正等。为方便准确计算不同工况下调节阀的流量系数，本研究结合MATLAB进行编程计算，并开发成可独立运行的选型计算软件。
通过实验方法测定船用调节阀不同开度时的流量系数，对测量结果进行信号稳定性与数据有效性判断，采用拉依达准则对残差超出3倍标准偏差width=13,height=16,dpi=110的异常数据进行剔除。主要考虑5个相互独立的误差来源对测量结果进行误差分析，分别为偶然因素导致的随机误差σr、选用仪表精度导致的仪表误差σs、动力学特性导致的行程偏差σd、A/D转换器导致的信号传递误差σg和温升导致的物性偏差σp。采用式(3)对各项误差的绝对值求和来分析各个误差项的影响大小[8-12]。