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閥門流量系數(shù)Cv值

  • 發(fā)布日期:2014-07-13      瀏覽次數(shù):5084
    •                              閥門流量系數(shù)Cv值

                               上海申弘閥門有限公司

      流量系數(shù)即:C值(歐美標(biāo)準(zhǔn)稱為Cv值,標(biāo)準(zhǔn)稱為:KV值)是閥門、調(diào)節(jié)閥等工業(yè)閥門的重要工藝參數(shù)和技術(shù)指標(biāo)。正確計(jì)算和選擇CV值是保障管道流量控制系統(tǒng)正常工作的重要步驟。

      是指單位時(shí)間內(nèi)、在測(cè)試條件中管道保持恒定的壓力,管道介質(zhì)流經(jīng)閥門的體積流量,或是質(zhì)量流量。即閥門的大流通能力。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。閥門的CV值須通過(guò)測(cè)試和計(jì)算確定。閥門是流量系數(shù)是衡量閥門流通能力的指標(biāo),流量系數(shù)值越大說(shuō)流體流過(guò)閥門時(shí)的壓力損失越小.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,波紋管減壓閥,活塞式減壓閥,蒸汽減壓閥,先導(dǎo)式減壓閥,空氣減壓閥,氮?dú)鉁p壓閥,水用減壓閥,自力式減壓閥,比例減壓閥)、安全閥、保溫閥、低溫閥、球閥、截止閥、閘閥、止回閥、蝶閥、過(guò)濾器、放料閥、隔膜閥、旋塞閥、柱塞閥、平衡閥、調(diào)節(jié)閥、疏水閥、管夾閥、排污閥、排氣閥、排泥閥、氣動(dòng)閥門、電動(dòng)閥門、高壓閥門、中壓閥門、低壓閥門、水力控制閥、真空閥門、襯膠閥門、襯氟閥門。閥門系數(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.

      一般式
      C=Q√p/P
      C---流量系數(shù)
      Q---體積流量
      p---流體密度
      P---閥門壓力損失
      概述:
      流量特性是調(diào)節(jié)閥的一種重要技術(shù)指標(biāo)和參數(shù)。在調(diào)節(jié)閥應(yīng)用過(guò)程中做出正確的選型具有非常重要的意義。
      固有特性(流量特性):在經(jīng)過(guò)閥門的壓力降恒定時(shí),隨著截流元件(閥板)從關(guān)閉位置運(yùn)動(dòng)到額定行
      程的過(guò)程中流量系數(shù)與截流元件(閥板)行程之間的關(guān)系。典型地,這些特性可以繪制在曲線圖上,其
      水平軸用百分比行程表示,而垂直軸用百分比流量(或Cv 值)表示。由于閥門流量是閥門行程和通過(guò)閥
      門的壓力降的函數(shù),在恒定的壓力降下進(jìn)行流量特性測(cè)試提供了一種比較閥門特性類型的系統(tǒng)方法。用這種方法測(cè)得的典型的閥門特性有線性、等百分比和快開(圖2)。
      等百分比特性:一種固有流量特性,額定行程的等量增加會(huì)理想地產(chǎn)生流量系數(shù)(Cv)的等百分比的改
      變(圖2)。
      線性特性: 一種固有流量特性,可以用一條直線在流量系數(shù)(Cv 值)相對(duì)于額定行程的長(zhǎng)方形圖上表示出來(lái)。因此,行程的等量增加提供流量系數(shù)(Cv)的等量增加。
      圖2快開特性:一種固有流量特性:在截流元件很小的行程下可以獲得很大的流量系數(shù)(圖2)。額定流量下的壓力降:也是表示氣動(dòng)元件的流量特性之一。氣動(dòng)元件常常在額定流量下工作,故測(cè)定額定流量下氣動(dòng)元件上下游的壓力降,作為該元件的流量特性指標(biāo)。顯然,此指標(biāo)也只反映不可壓縮流態(tài)下的瀏覽特性。

       閥門流量系數(shù)
          流量系數(shù)的概念,對(duì)于閥門,流量系數(shù)的選擇與口徑的選擇是相對(duì)應(yīng)的,閥門流量系數(shù)為流量計(jì)算時(shí)使用之系數(shù),現(xiàn)在使用的符號(hào)很雜,其實(shí)美國(guó)、日本多用Cv這個(gè)符號(hào)和概念,歐洲多用Kvs這個(gè)符號(hào)和概念,英國(guó)用fp,單位應(yīng)該是Kv,Kv也是我國(guó)調(diào)節(jié)閥傳統(tǒng)用流量系數(shù)代號(hào)。在標(biāo)準(zhǔn)中,Kv值是這樣定義的:指壓力降為1Bar時(shí)流過(guò)調(diào)節(jié)閥的每小時(shí)立方米,流量系數(shù)的計(jì)算有如下的公式:
         式中:Q—大流量m3/h
      G—比重(一般用1)
      P1—進(jìn)口壓力bar
      P2—出口壓力bar
      △P=P1-P2 bar
          而且Cv與Kv的關(guān)系如下:
      Cv=1.17Kv,實(shí)際上準(zhǔn)確點(diǎn)說(shuō)Cv=1.167Kv,而Kv和Kvs是相當(dāng)?shù)摹?br />    理論上講,在不同的空調(diào)回路中,ΔP值是不同的,是一個(gè)動(dòng)態(tài)變化的值,對(duì)Cv/Kv計(jì)算影響還是比較大的。當(dāng)閥門公斤級(jí)不變時(shí),ΔP選擇的越大,相應(yīng)的口徑就卻小,對(duì)介質(zhì)的可控制能力就越大,但流通能力卻越小,口徑過(guò)小的閥門一方面達(dá)不到系統(tǒng)的容量要求,另一方面閥門將需要通過(guò)系統(tǒng)提供較大的壓差以維持足夠的流量,加重泵的負(fù)荷,閥門易受損害;閥門口徑過(guò)大會(huì)使控制性能變差,易使系統(tǒng)受沖擊和振蕩,而且投資也會(huì)增加。閥門過(guò)大過(guò)小都會(huì)帶來(lái)控制閥壽命縮短和維護(hù)不便的后果。
          所以我們選擇閥門壓力降時(shí),盡可能選得大一些,而且壓力降的大小在系統(tǒng)運(yùn)行中能恒定,這樣也能保證閥門的流量特性恒定,能夠保證PI調(diào)節(jié)有好的效果,當(dāng)壓力降的大小占總供回水壓力降的比重越大時(shí),壓力的波動(dòng)對(duì)于壓力降的大小影響越小時(shí)。但壓力降不能太大,要考慮到大允許壓力降和允許的泵壓等。因此,有經(jīng)驗(yàn)指出,一般應(yīng)該這樣來(lái)選擇:使閥門全開時(shí)的壓力降等于或接近供回水之間總壓力降的50%。一般供回水系統(tǒng)的壓差在 2-4Bar。這樣空調(diào)閥門上的壓力降一般選擇為1-2Bar。
          在有了壓力降后我們還要知道閥門的額定流量,有的時(shí)候設(shè)計(jì)院會(huì)直接給出,或者我們根據(jù)冷量計(jì)算出來(lái)
          冷量和流量之間可以根據(jù)如下公式計(jì)算:
          冷量或熱量的計(jì)算
          設(shè)備(或裝置)的冷量(或熱量)按如下公式計(jì)算:
      Q=G×C×△t/3600
      G=L×ρ
          式中:
      Q----冷量或熱量,KW;
      L----流體的體積流量,m3/h;
      G----流體的質(zhì)量流量,T/h;
      ρ---流體的容重,T/m3;
      C----流體的比熱,J/Kg;
      △t----進(jìn)出口流體溫差,℃。
      水的比熱是4184 J/Kg.℃
          這樣我們計(jì)算出來(lái)的Cv/Kv值后就可以選擇閥門了,閥門的額定值比計(jì)算值稍大即可。

      閥門開度

      閥門/調(diào)節(jié)閥流量系數(shù)(CV值)與開度是兩個(gè)不同的概念,CV值名稱起源于西方的工業(yè)流程控制領(lǐng)域?qū)τ陂y門流量系數(shù)的定義。在中國(guó)通常稱為:KV值,KV表示的是閥門的流通能力,其定義是:當(dāng)調(diào)節(jié)閥全開時(shí),閥門前、后兩端的壓差ΔP為100KPa,流體重度r為1gf/cm3(即常溫水)時(shí),每小時(shí)流經(jīng)調(diào)節(jié)閥的流量數(shù),以m3/h或t/h計(jì)。
      (例如一臺(tái)Kv=50的調(diào)節(jié)閥,則表示當(dāng)閥兩端壓差為100KPa時(shí),每小時(shí)的水量為50m3/h。)
      閥門開度是指閥門在調(diào)節(jié)的時(shí)候,閥芯(或閥板)改變流道節(jié)流面積時(shí)閥芯(或閥板)運(yùn)動(dòng)的位置,通常用百分比表示,關(guān)閉狀態(tài)為0%,全開為99%。
      單位換算

      Kv與Cv值的換算
      國(guó)外,流量系數(shù)常以Cv表示,其定義的條件與國(guó)內(nèi)不同。Cv的定義為:當(dāng)調(diào)節(jié)閥全開,閥兩端壓差ΔP為1磅/英寸²,介質(zhì)為60℉清水時(shí)每分鐘流經(jīng)調(diào)節(jié)閥的流量數(shù),以加侖/分計(jì)。由于Kv與Cv定義不同,試驗(yàn)所測(cè)得的數(shù)值不同,它們之間的換算關(guān)系為:Cv=1.167Kv
      試驗(yàn)系統(tǒng)

      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)值大,說(shuō)明閥門的流通能力大,流體流過(guò)閥門時(shí)的壓力損失小。在用試驗(yàn)進(jìn)行閥門流量系數(shù)的測(cè)試時(shí),由于測(cè)量裝置和方法的不同,會(huì)使試驗(yàn)結(jié)果相差很大。因此測(cè)定壓降差時(shí),應(yīng)考慮取壓點(diǎn)的位置、閥門前后的配管狀況、流體的雷諾數(shù)和可壓縮氣體的馬赫數(shù)等因素的影響。本文論述按JB/T 5296- 91進(jìn)行流量試驗(yàn)時(shí)要注意的事項(xiàng),并與BS EN1267 - 1999進(jìn)行比較,以實(shí)例說(shuō)明雷諾數(shù)對(duì)閥門流量試驗(yàn)結(jié)果的影響。由于國(guó)內(nèi)流量試驗(yàn)裝置的限制,只能進(jìn)行DN600以下閥門的流量試驗(yàn),更大口徑的閥門可以采用空氣進(jìn)行試驗(yàn),本文不討論。
      流量試驗(yàn)系統(tǒng)(圖1)由流量計(jì)、溫度計(jì)、節(jié)流閥、試驗(yàn)閥和壓差測(cè)量裝置等組成。系統(tǒng)中上游節(jié)流閥用來(lái)控制試驗(yàn)段的入口壓力,其與下游節(jié)流閥一起用來(lái)控制取壓口之間的壓差,并使下游壓力保持穩(wěn)定,下游節(jié)流閥的公稱尺寸可大于試驗(yàn)閥門的公稱尺寸,以確保產(chǎn)生阻塞流時(shí),阻塞流是發(fā)生在試驗(yàn)閥內(nèi)。1.流量計(jì) 2.溫度計(jì) 3.上游節(jié)流閥 4、7.取壓孔 5.試驗(yàn)閥 6.壓差測(cè)量裝置 8.下游節(jié)流閥

      圖1 流量試驗(yàn)系統(tǒng)4取壓口距離閥門2倍的管道直徑距離,7取壓口距離閥門6倍的管道直徑距離。

      與本文相關(guān)的論文有:流量換算表