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阀门流量系数的计算方法(Cv,Kv)
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阀门流量系数的计算方法(Cv,Kv)

* 来源 : * 作者 : admin * 发表时间 : 2016-03-03 * 浏览 : 0

 

阀门流量系数的速算方法

在我们的设计工作中经常要进行各式各样的计算 ,流量系数正是其中之

一。阀门的流量系数 Cv Kv 值是衡量阀门流动能力的重要参数之一,流量

系数的大与小,说明了流体通过阀门时其压力损失的大与小,流量系数越大则

压力损失越小阀门的流通能力也就越好。国外的阀门厂通常都把不同类型、

不同口径的阀门 Cv 值列入产品样本中。在我国,许多用户都要求制造方在样

图中例明产品的流量系数 Cv 值或 Kv 值。在新的 API 规范 6D 线

22 :“制造厂(商)应为买方提供流量系数 Kv 值”。显然流量

系数对管道和阀门设计过程来说是一个非常重要的参数。

阀门的流量系数 Cv 值最早是由美国流体控制协会在 1952 年提出的,它的

定义是:在通过阀门的压力降每平方英寸 1 磅(1bf/in2)的标准条件下,温度

15.6℃的水,每分钟流过的美制加仑数(Usgal/min)。

阀门的流量系数 Cv 随阀门的尺寸、形式、结构而变化,这些变化最终与

阀门的压力降有关。

Cv 值的计算公式为:

Cv = Q(G/ΔP)0.5       1

式中      Cv —— 流量系数

Q —— 体积流量 Usgal/min

ΔP —— 阀门的压力降 (1bf/in2)

G —— 水的密度     G = 1

阀门的流量系数 Cv 值取决于阀门的结构,而且必须由自身的实际试验来确定。

流量系数 Cv 值是“英制”的计量单位,人们依据 Cv 值的技术定义制定

了“米制”计量单位的阀门流量系数 Kv 值。Kv 值的定义是:在通过阀门的

压力降为 1 巴(bar)的标准条件下,温度为 5-40℃的水每小时流过阀门的立

方米体积流量(m3/h

Kv 值的计算公式:

Kv = Q (P/ΔP)0..5      2

式中      Kv —— 流量系数

Q —— 体积流量 m3/h

ΔP —— 阀门的压力降 (1bar)

G —— 水的密度     (kg/m3)

Cv Kv 的关系实际上就是英制单位与米制单位的换算关系。

1 美加仑(Usgal= 3.78541x10-3m3

1 磅力每平方英寸(1bf/in2=0.0689476bar

将上述换算关系对公式(1)和(2)进行计算后可得出 Cv Kv

关系式。

即:Kv = Cv/1.156

另外衡量流体流经阀门造成压力损失大小的指标就是流阻系数 K 值。K

值是表示阀门压力损失的一个无量纲系数。流阻系数 K(又称ζ值)取决于

阀门的类型、通径、结构以及体腔形状等因素。

流阻系数和流量系数一样,对被测试阀门进行试验,依据试验所得数据

(主要是压差ΔP),进行计算而得出的。

K 的计算公式:

K = 2ΔP/V2P

式中:  K――流阻系数

ΔP――阀门的压力降 (1bar)

P――流体密度(kg/m3

V――流速(m/s   900

2、蝶阀:菱形板 K0.05~0.25; 饼形板 K0.18~0.6

通过对阀门的流量系数(CvKv)和流阻系数 K 技术定义的对比分析,我

们不难得出这样的结论:流量系数和流阻系数是从两个不同的角度(流量和

流阻)来描述同一个阀门的流通能力。它们皆是在试验过程中,测试阀门的

压力降ΔP,然后按不同的公式分别计算得出 CvKv K 值。

CvKv K 值的计算公式中可以看出阀门的压力降ΔP,是计算 Cv

K 值必不可少的关键参数,用数字模拟观点分析,压力降是 Cv K 值计

算中相同的“中间参变量”,通过ΔP 便可推算出 Cv K 值的计算关系式。

上面的计算方法是比较传统的,这种方法公式里包含公式,要计算和查找

多项参数才能完成运算,工作量相对来说比较大。为了能更方便、快捷完成

计算,笔者在拜读了大量的相关文献和资料后得出了最简便,快捷易于计算

的一个公式:

Cv = (29.9/ K0.5)*d2

式中:  Cv —— 流量系数(Usgal/min

29.9 —— 常数

K —— 流阻系数     (查表二或表三)

D —— 阀门通径(in

当已知流阻系数 K 值时,我们就可以通过上面的公式计算出阀门的

流量系数 Cv。其计算方法是被认可的,计算数据是正确的。

1:计算通径 4in 标准闸阀的 Cv Kv 值。

查表得出     K = 0.21 已知 d = 4in

代入公式       Cv = (29.9/ K0.5)*d2

经计算得出 Cv   =     1043Usgal/min

再代入公式 Kv    =     Cv/1.156

经计算得出 Kv    =     903m3/h

2:计算通径 DN200 直通式截止阀的 Cv Kv 值。

查表得出     K = 4.7   已知 d = 8in

代入公式       Cv = (29.9/ K0.5)*d2

经计算得出 Cv   =     883Usgal/min

再代入公式 Kv    =     Cv/1.156

经计算得出 Kv    =     764m3/h

由上述公式计算出的结论其 Cv 值和 Kv 值与标定的专用流量系数试

验系统所测数据非常吻合。实践证明这种速算是可行的,而且具有实用

价值。这个方法能让我们快速的计算出阀门的流量系数

 

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