減壓閥Cv值與Kv值計(jì)算
上海申弘閥門有限公司
之前介紹減壓閥型號(hào)編制方法,現(xiàn)在介紹減壓閥Cv值與Kv值計(jì)算Cv值與Kv值的定義及計(jì)算方法是調(diào)壓閥的選型過(guò)程中非常重要的依據(jù),我們可以根據(jù)Cv值或Kv值來(lái)算出某個(gè)減壓閥能達(dá)到的大流量,也可以根據(jù)需要的流量來(lái)選擇特定Cv/Kv值的調(diào)節(jié)閥。Cv值和Kv值不是某個(gè)單位,它們是經(jīng)過(guò)公式得出的流量系數(shù),和閥前和閥后的壓力,流量,介質(zhì)的種類、比重,這幾個(gè)參數(shù)緊密相關(guān)的。閥門的流量系數(shù)是衡量閥門流通能力的指標(biāo),流量系數(shù)值越大說(shuō)明流體流過(guò)閥門時(shí)的壓力損失越小。國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的閥門生產(chǎn)廠家大多把不同壓力等級(jí)、不同類型和不同公稱通徑閥門的流量系數(shù)值列入產(chǎn)品樣本,供設(shè)計(jì)部門和使用單位選用。流量系數(shù)值隨閥門的尺寸、形式、結(jié)構(gòu)而變化,不同類型和不同規(guī)格的閥門都要分別進(jìn)行試驗(yàn),才能確定該種閥門的流量系數(shù)值。
1.減壓閥Cv值與Kv值計(jì)算流量系數(shù)的定義
流量系數(shù)表示流體流經(jīng)閥門產(chǎn)生單位壓力損失時(shí)流體的流量。由于單位的不同,流量系數(shù)有幾種不同的代號(hào)和量值。
2.閥門流量系數(shù)的計(jì)算
3.流量系數(shù)的典型數(shù)據(jù)及影響流量系數(shù)的因素
公稱通徑DN50mm的各種型式閥門的典型流量系數(shù)見表。
流量系數(shù)值隨閥門的尺寸、形式、結(jié)構(gòu)而變。幾種典型閥門的流量系數(shù)隨直徑的變化如圖1-9所示。
對(duì)于同樣結(jié)構(gòu)的閥門,流體流過(guò)閥門的方向不同。流量系數(shù)值也有變化。這種變化一般是由于壓力恢復(fù)不同而造成的。如果流體流過(guò)閥門使閥瓣趨于打開,那么閥瓣和閥體形成的環(huán)形擴(kuò)散通道能使壓力有所恢復(fù)。當(dāng)流體流過(guò)閥門使閥瓣趨于關(guān)閉時(shí),閥座對(duì)壓力恢復(fù)的影響很大。當(dāng)閥瓣開度為&# 或更小時(shí),閥瓣下游的擴(kuò)散角使得在兩個(gè)流動(dòng)方向上都會(huì)有一些壓力恢復(fù)。對(duì)于圖1-11所示的高壓角閥,當(dāng)流體的流動(dòng)使閥門趨于關(guān)閉時(shí)流量系數(shù)較高,因?yàn)榇藭r(shí)閥座的擴(kuò)散錐體使流體的壓力恢復(fù)。閥門內(nèi)部的幾何形狀不同,流量系數(shù)的曲線也不同。
目前上在北美地區(qū)比較習(xí)慣使用Cv值,在歐洲國(guó)家和中國(guó)則大多使用Kv值。Kv值與Cv值之間有一個(gè)簡(jiǎn)單的關(guān)系:Cv=1.167Kv,但這個(gè)關(guān)系是在某一特定條件時(shí)得出的結(jié)果,在實(shí)際工況中有出入,為盡可能地提高準(zhǔn)確度及減少因選型失誤帶來(lái)的麻煩,請(qǐng)盡量不使用簡(jiǎn)單的換算方式。
以下即為Cv值與Kv值的定義及計(jì)算方法:
Cv值
上海申弘閥門有限公司主營(yíng)閥門有:減壓閥(氣體減壓閥,可調(diào)式減壓閥,水減壓閥Cv:表示設(shè)備在全開狀態(tài)流量的調(diào)節(jié)閥和閥門流量系數(shù)。對(duì)于液體,該系數(shù)被定義為在60℉,壓力將為1psig是的水流,單位為加侖/分鐘。 對(duì)于氣體,該系數(shù)被定義為標(biāo)準(zhǔn)條件下每1psig入口壓力的空氣流量,單位為標(biāo)準(zhǔn)立方英尺/分鐘。
SL:液體相對(duì)于水在標(biāo)準(zhǔn)溫度60℉的比重。(水比重=1.0@60℉)
Sg:氣體相對(duì)于空氣的比重;等于氣體分子量與空氣分子量的比率。(空氣比重=1.0@60℉)
Psia:壓力,為壓力表壓力(psig)加上14.7(大氣壓力)。
P:管道壓力(psia)
P1:入口壓力 psia
P2:出口壓力 psia
ΔP:壓差(P1-P2)
QL:液體流量加侖/分鐘。(GPM)
Qg:氣體流量標(biāo)準(zhǔn)立方英尺/分(SCFM)。(在60℉和14.7psia標(biāo)準(zhǔn)條件下)
Cv液流公式
示例:在以下條件確定通過(guò)調(diào)節(jié)閥的液體流量(假設(shè)水),單位為加侖/分:
假設(shè):P1=1000pisa P2=600psia SL=1.0 Cv=0.8
Cv氣體流量公式
a).當(dāng)P1≥2×P2時(shí),為超臨界流量,
b).當(dāng)P1<2×P2時(shí),為次臨界流量,
示例:
假設(shè):P1=1000psia P2=400psia Qg=400 SCFM Sg=1.0(假設(shè)本示例中為空氣)
Kv值
Kv值的定義:是指閥前與閥后壓差為1bar(ΔP=1bar),溫度在20℃大氣壓為760毫米汞柱(一個(gè)大氣壓),空氣的比重是1.25時(shí),或液體水的比重是1.0時(shí)的流量系數(shù),單位是立方米/小時(shí)。
符號(hào) | 含義 | 備注 | 單位 |
Q | 流量 |
| l/min |
Kv | 流量系數(shù) | 在前后壓差△P=1bar 和 γ=1 或 1.25的情況下 | m3/h |
P | 相對(duì)壓力 |
| bar |
Pabs | 壓力 | 1+P | bar 壓力 |
P1 | 入口壓力 |
| bar |
P2 | 出口壓力 |
| bar |
△P | 壓差 | P1-P2 | bar |
T | 溫度 | 273+℃ (在 20℃ 時(shí)溫度=293℃) | K |
γL | 氣體比重 | 空氣:1.25 溫度20℃/68°F和760mm Hg | N/m3 |
γA | 液體比重 | 水:1.0 | N/dm3 |
υL | 氣體流速 | 空氣 大 100m/s,建議50m/s(50%) | m/s |
υA | 液體流速 | 水 大 4.5m/s,建議3m/s(60%) | m/s |
F | 截面孔面積 | 管開口處 | cm2 |
E | 截面孔 | 接口G | 1/8 | 1/4 | 3/8 | 1/2 | 3/4 | 1 | 1-1/2 | 2 | 2-1/2 |
F(CM2) | 0.08 | 0.31 | 0.71 | 1.27 | 2.85 | 5.06 | 11.4 | 20.2 | 31.5 |
*1 C組的簡(jiǎn)化公式是建立在默認(rèn)值溫度為20℃,氣體比重γL=1.25或液體比重γA=1的基礎(chǔ)上的。
D組的簡(jiǎn)化公式是建立在默認(rèn)值溫度為20℃,氣體流速為大100m/s或液體流速大4.5m/s的基礎(chǔ)上的。
以上兩組的簡(jiǎn)化公式中,凡是與默認(rèn)值不同的,都不能使用簡(jiǎn)化公式,請(qǐng)使用一般公式。
*2 經(jīng)過(guò)公式算出的值僅為理論值,保險(xiǎn)起見,請(qǐng)將得出的值按上表中的建議值相乘或相除。
示例
例1: 計(jì)算減壓閥用于壓縮空氣時(shí)的流量(Kv=0.7 m3/h)
入口壓力P1=3bar, 出口壓力P2=2.5bar.
a) 在P1=3bar 和P2=2.5bar → 次臨界壓力狀態(tài)
b)
例2: 以例1為例, 但入口壓力P1=7bar
a) 在P1=7bar 和P2=2.5bar → 超臨界壓力狀態(tài)
b)
例3: 計(jì)算減壓閥 R25-02BK 用于水時(shí)的流量(Kv=0.38 m3/h)
入口壓力P1=4bar, 出口壓力P2=2bar. 接口G1/4 (0.31 cm2)
b) Q=27xF = 27x0.31= 8.4 l/min
計(jì)算b)只是做核對(duì)。 建議流量:8.9 l/min x0.6 = 5.3 l/min
以上為Cv值與Kv值的定義及計(jì)算方法,用戶如需自己選型會(huì)比較繁瑣,與我們溝通,與本產(chǎn)品相關(guān)論文:減壓閥壓力溫度額定值