1）定義
調(diào)節(jié)閥的流量特性是指介質(zhì)流過閥門的相對流量與相對開度的關(guān)系。數(shù)學(xué)表達(dá)式為：
（5—1）
其中：
———相對流量（Q———某一開度下的流量）
———相對開度，
調(diào)節(jié)閥閥芯某一位移 ι與全開位移 L 之比。
一般來說，改變調(diào)節(jié)閥閥芯、閥座間的節(jié)流面積，便可以調(diào)節(jié)流量。由于多種因素的影響，改變節(jié)流面積，流量改變，導(dǎo)致系統(tǒng)中所有阻力的改變，使調(diào)節(jié)閥前后壓差改變，為了便于分析先假定閥門前后壓差不變，然后再引伸到真實情況進(jìn)行討論。前者稱為理想流量特性，后者稱為工作流量特性。理想特性又稱固有流量特性。理想特性主要有直線、對數(shù)兩種。
1) 直線特性
直線特性是指調(diào)節(jié)閥的相對流量與相對開度成直線關(guān)系，即單位行程變化引起的流量變化是常數(shù)，用數(shù)學(xué)式表達(dá)為：
（5—2）
式中：K—常數(shù)，即為調(diào)節(jié)閥的放大系數(shù)。
將上式積分得：
式中：C—積分常數(shù)。
代入邊界條件： ι＝0時，Q＝Qmin，ι＝L時，Q＝Qmax，從積分式中解出常數(shù)項為：
得
上式表明，Q/Qmax與ι/L之間呈直線關(guān)系，在直角座標(biāo)上得到一條直線。因R＝30，當(dāng)ι /L時，Q/Qmax＝1/R ＝0.033；當(dāng) ι/L＝1，即全開時Q/Qmax＝1。連接上述兩點得直線特性曲線，見圖5－1之1。從圖中看出直線特性調(diào)節(jié)閥的曲線斜率是常數(shù)，即放大系數(shù)是一常數(shù)。
從公式中看出，當(dāng)開度 ι/L變化10％時，所引起的相對流量的增量總是9.67％，但相對流量的變化量卻不同。我們以開度10％、50％、80％三點為例，其相對的流量見表5－4，則：
在10％開度時，流量相對變化值為：
可見，直線特性的閥門在小開度工作時，流量相對變化太大，調(diào)節(jié)作用太強(qiáng)，易產(chǎn)生超調(diào)引起振蕩；而在大開度時，流量相對變化小，調(diào)節(jié)太弱，不夠及時。為解決上述問題，希望在任意開度下的流量相對變化不變，產(chǎn)生了對數(shù)特性。
3）對數(shù)（又稱等百分比）特性
表5－4 流量特性的相對開度和對應(yīng)流量（R＝30）
相對流量 ％ \ 相對開度 ％ |
0
|
10
|
20
|
30
|
40
|
50
|
60
|
70
|
80
|
90
|
100
|
|
直線流量特性
|
3.3
|
13.0
|
22.7
|
32.3
|
42.0
|
51.7
|
61.3
|
71.0
|
80.6
|
90.3
|
100
|
|
等百分比流量特性
|
3.3
|
4.67
|
6.58
|
9.26
|
13.0
|
18.3
|
25.6
|
36.2
|
50.8
|
71.2
|
100
|
|
快開流量特性
|
3.3
|
21.7
|
38.1
|
52.6
|
65.2
|
75.8
|
84.5
|
91.3
|
96.13
|
99.03
|
100
|
|
拋物線流量特性
|
3.3
|
7.3
|
12
|
18
|
26
|
35
|
45
|
57
|
70
|
84
|
100
|
對數(shù)特性是指單位行程變化引起相對流量變化與該點的相對流量成正比，即調(diào)節(jié)閥的放大系數(shù)是變化的，它隨相對流量的增加而增大。用數(shù)學(xué)式表達(dá)為：
經(jīng)過積分，同直線特性的推導(dǎo)過程一樣，將上式代入邊界條件，定常數(shù)項，得：
(5-4)
從上式看出，相對開度與相對流量成對數(shù)關(guān)系，故稱對數(shù)特性。在直角座標(biāo)中，得出一條對數(shù)曲線，見圖5-1之2。
為了和直線特性比較，同樣以開度10％、50％和80％三點為例，當(dāng)開度變化10％時，從表1－4中得出：
可見，它單位位移變化引起的流量變化與此點的原有流量成正比，而流量相對變化的百分比總是相等的，故又稱等百分比特性。
