调节阀阀芯形面的设计是一项复杂工作,至今在国内外尚未得到根本解决,现有的阀芯形面设计方法基本上都是围绕流量试验进行的。因为在给定阀体的结构后,调节阀的阻力系数主要决定于阀芯和阀座之间的流通截面积,因而,可以先导出阻力系数和流通截面积之间的关系,然后再通过调节阀流量试验数据结合图解法完成设计过程。本文首先阐述了调节阀的基本结构和理论,然后在分析研究调节阀基本工作原理的基础上,利用流体力学的基本理论,得到了调节阀流量方程。分析了直通单座调节阀的流量与阀芯形面、阀座处流通面积的关系,导出了流通面积和阀芯直径的近似计算式。采用所推导得到的计算方法,设计了等百分比流量特性调节阀阀芯。对所设计的阀芯做了流量验证试验,将理论计算结果与试验结果进行了对比分析,结果表明,设计计算方法是准确可行的。通过对比直通单座调节阀的设计流量特性与实测流量特性,发现在小开度下有较大误差,这是由于在小开度下直通单座调节阀的内部结构的流阻系数对流量系数影响较大所导致的结果。为使得调节阀在小开度下也能具有等百分比特性,优化了阀芯轮廓曲面,优化后的阀芯所具有的流量特性与实测流量特性的误差明显减小。