流量调节阀在液氧供应系统中的应用
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流量调节阀在液氧供应系统中的应用
作者：李久龙欧阳雪
来源：《中国新技术新产品》2016年第11期
摘要：目前对深冷介质的流量控制方式主要有文氏管组和调节阀两种方式，而调节阀作
为自动化技术中最常用的执行元件之一，较文氏管组具有智能化程度高，设备配置简洁，运行稳定可靠，使用方便灵活且可以对流量实现连续可调等优点。本文依据实际液氧供应系统，经冷调和试验数据分析调节阀对液氧流量的调节精度，并与理论值进行比较，得出调节阀在深冷环境中的使用技术特性，并对流量精度的主要影响因素进行分析。
关键词：深冷；调节阀；液氧；精度
中图分类号：TQ116 文献标识码：A
阀门流量计算
阀门流量计算方法 发表于： 2010-1-29 9:39:55 如何使用流量系数 How to use Cv 阀门流量系数(Cv)是表示阀门通过流体能力的数值。Cv越大，在给定压降下阀门能够通过的流体就越多。Cv值1表示当通过压降为1 PSI时，阀门每分钟流过1加仑15o C 的水。Cv值350表示当通过压降为1 PSI时，阀门每分钟流过350加仑15o C的水。 Valve coefficient (Cv) is a number which represents a valve's ability to pass flow. The bigger the Cv, the more flow a valve can pass with a given pressure drop. A Cv of 1 means a valve will pass 1 gallon per minute (gpm) of 60o F water with a pressure drop (dp) of 1 PSI across the valve. A Cv of 350 means a valve will pass 350 gpm of 60o F water with a dp of 1 PSI. 公式1 FORMULA 12.DN350 x DN300 x DN350，压力等级Class 900缩喉 管压力密封闸阀，其它条件与例1相同，求压降。 What is the pressure drop through a 14"x12"x14" Class 900 Venturi pressure seal gate valve with the same conditions as example 1. 解：采用公式1 Solution: Use formula 1. Cv = 6285 (来自本页) Cv = 6285 (from page 26) 3.温度900o F, 压力1200 PSI，流速500,000磅/小时的 蒸汽应用中压降小于5 PSI的压力等级Class 2500 闸阀的最小通径是多少？ What is the smallest Class 2500 gate valve that will have less than a 5 PSI pressure drop in 900o F, 1200 PSI steam service at a flow rate of 500,000 lbs/hr? 解：采用公式1 Solution: Use formula 1. F = 500,000 = 0.785 (来自900o F, 1200 PSIG蒸汽表 )
流量系数与流阻系数
阀门的流量系数与流阻系数 （一）阀门的流量系数 阀门的流量系数是衡量阀门流通能力的指标，流量系数值越大，说明流体流过阀门时的压力损失越小。流量系数值随阀门的尺寸、型式、结构而变化，不同类型和不同规格的阀门都要分别进行试验，才能确定该种阀门的流量系数值。 1、流量系数的定义 流量系数表示流体流经阀门产生单位压力损失时的流体的流量。由于单位不同，流量系数有几种不同的代号和量值。 2、阀门流量系数的计算 （1）一般式 C=Q √ρ/Δp 式中C—流量系数； Q—体积流量；ρ—流体密度； Δp—阀门的压力损失 （2）Kv值的计算表 Kv= Q √ρ/Δp 式中Kv—流量系数(m2)； Q—体积流量(m3/h)；ρ—流体密度(kg/ m3)； Δp—阀门的压力损失(bar)。 （3）Cv值的计算表 Cv= Q √G/Δp 式中Cv—流量系数( Usgal/min÷（√1lbf/in2）)；Q—体积流量(USgal/min)；ρ—水的相对密度=1； Δp—阀门的压力损失(lbf/ in2)。
（4）Av值的计算表 Kv= Q √ρ/Δp 式中Kv—流量系数(m2)； Q—体积流量(m3/s)；ρ—流体密度(kg/ m3)；Δp—阀门的压力损失(Pa)。 （5）流量系数Av、Kv、Cv间的关系 Cv=1.17Kv Cv=10e6/24Av Kv=10e6/28Av 3、流量系数的典型数据及影响流量系数的因素 流量系数值随阀门的尺寸、型式、结构而变。对于同样结构的阀门，流体流过阀门的方向不同，流量系数值也有变化。阀门内部的几何形状不同，流量系数的曲线也不同。 阀门内部压力恢复的机理，与文丘里管的收缩和扩散造成的压力损失机理一样。当阀门内部的压降相同时，如阀门内压可以恢复，流量系数值就会较大，流量也就会大些。压力恢复与阀门内腔的几何形状有关，但更主要的是取决于阀塞、阀座的结构。 （二）阀门的流阻系数 流体通过阀门时，其流体阻力损失以阀门前后的流体压力降Δp表示。对于紊流流态的液体： Δp=ζu2ρ/2 式中Δp—被测阀门的压力损失（Mpa）； ζ—阀门的流阻系数；ρ—流体密度（kg/mm3）; u—流体在管道内的平均流速（mm/s）。
调节阀的流量计算
调节阀的流量计算 调节阀的流量系数Kv，是调节阀的重要参数，它反映调节阀通过流体的能力，也就是调节阀的容量。根据调节阀流量系数Kv的计算，就可以确定选择调节阀的口径。为了正确选择调节阀的口径，必须正确计算出调节阀的额定流量系数Kv值。调节阀额定流量系数Kv的定义是：在规定条件下，即阀的两端压差为10Pa，流体的密度为lg/cm，额定行程时流经调节阀以m/h或t/h的流量数。 1．一般液体的Kv值计算 a．非阻塞流 判别式：△P＜FL（P1－FFPV） 计算公式：Kv＝10QL 式中： FL－压力恢复系数，见附表 FF－流体临界压力比系数，FF＝－ PV－阀入口温度下，介质的饱和蒸汽压（绝对压力），kPa PC－流体热力学临界压力（绝对压力），kPa QL－液体流量m/h ρ－液体密度g/cm P1－阀前压力（绝对压力）kPa P2－阀后压力（绝对压力）kPa b．阻塞流 判别式：△P≥FL（P1－FFPV） 计算公式：Kv＝10QL 式中：各字符含义及单位同前 2．气体的Kv值计算 a．一般气体 当P2＞时
当P2≤时 式中： Qg－标准状态下气体流量Nm/h Pm-(P1+P2)/2(P1、P2为绝对压力)kPa △P＝P1－P2 G －气体比重（空气G＝1） t －气体温度℃ b．高压气体（PN＞10MPa） 当P2＞时 当P2≤时 式中：Z-气体压缩系数，可查GB/T 2624-81《流量测量节流装置的设计安装和使用》 3．低雷诺数修正（高粘度液体KV值的计算） 液体粘度过高或流速过低时，由于雷诺数下降，改变了流经调节阀流体的流动状态，在Rev<2300时流体处于低速层流，这样按原来公式计算出的KV值，误差较大，必须进行修正。此时计算公式应为： 式中：Φ―粘度修正系数，由Rev查FR－Rev曲线求得；QL－液体流量 m/h 对于单座阀、套筒阀、角阀等只有一个流路的阀 对于双座阀、蝶阀等具有二个平行流路的阀 式中：Kv′―不考虑粘度修正时计算的流量系 ν ―流体运动粘度mm/s FR －Rev关系曲线 FR-Rev关系图 4．水蒸气的Kv值的计算
调节阀流量系数计算公式与选择数据
1、流量系数计算公式 表示调节阀流量系数的符号有C、Cv、Kv等，它们运算单位不同，定义也有不同。 C-工程单位制（MKS制）的流量系数，在国内长期使用。其定义为：温度5-40℃的水，在1kgf/cm2(0.1MPa)压降下，1小时内流过调节阀的立方米数。 Cv-英制单位的流量系数，其定义为：温度60℃F （15.6℃）的水，在1b/in2(7kpa)压降下，每分钟流过调节阀的美加仑数。 Kv-国际单位制（SI制）的流量系数，其定义为：温度5-40℃的水，在10Pa（0.1MPa）压降下，1小时流过调节阀的立方米数。 注：C、Cv、Kv之间的关系为Cv=1.17Kv，Kv=1.01C 国内调流量系数将由C系列变为Kv系列。 （1）Kv值计算公式（选自《调节阀口径计算指南》） ①不可压缩流体（液体）（表1-1） Kv值计算公式与判不式（液体） 低雷诺数修正：流经调节阀流体雷诺数Rev小于104时，其流量系数Kv需要用雷诺数修正系数修正，修正后的流
量系数为： 在求得雷诺数Rev值后可查曲线图得FR值。 计算调节阀雷诺数Rev公式如下： 关于只有一个流路的调节阀， 如单座阀、套筒阀，球阀等： 关于有五个平行流路调节阀， 如双座阀、蝶阀、偏心施转阀 等 文字符号讲明： P1--阀入口取压点测得的绝对压力，MPa； P2--阀出口取压点测得的绝对压力，MPa； △P--阀入口和出口间的压差，即（P1-P2），MPa；Pv--阀入口温度饱和蒸汽压（绝压），MPa；
Pc--热力学临界压力（绝压），MPa； F F--液体临 界压力比系数， F R--雷诺数系数，依照ReV值可计算出；F L--液体压力恢复系数 QL--液体体积流量，m3/h P L--液体密度，Kg/cm3 ν--运动粘度，10-5m2/s W L--液体质量流量，kg/h， ②可压缩流体（气体、蒸汽）（表1-2） Kv值计算公式与判不式（气体、蒸气）表1-2 文字符号讲明： X-压差与入口绝对压力之比（△P/P1）；X T- 压差比系数； K-比热比； Qg-体积流量，Nm3/h
(完整版)流量系数的计算
1 流量系数KV的来历 调节阀同孔板一样，是一个局部阻力元件。前者，由于节流面积可以由阀芯的移动来改变，因此是一个可变的节流元件；后者只不过孔径不能改变而已。可是，我们把调节阀模拟成孔板节流形式，见图2－1。对不可压流体，代入伯努利方程为： （1） 解出 命图2-1 调节阀节流模拟 再根据连续方程Q＝ AV，与上面公式连解可得： （2） 这就是调节阀的流量方程，推导中代号及单位为： V1 、V2 ——节流前后速度； V ——平均流速； P1 、P2 ——节流前后压力，100KPa； A ——节流面积，cm； Q ——流量，cm／S； ξ——阻力系数； r ——重度，Kgf／cm； g ——加速度，g = 981cm/s； 如果将上述Q、P1、P2 、r采用工程单位，即：Q ——m3/ h；P1 、P2 ——100KPa；r——gf/cm3。于是公式（2）变为： （3） 再令流量Q的系数为Kv，即：Kv ＝ 或（4）这就是流量系数Kv的来历。
从流量系数Kv的来历及含义中，我们可以推论出： （1）Kv值有两个表达式：Kv = 和 （2）用Kv公式可求阀的阻力系数ξ = （5.04A/Kv）×（5.04A/Kv）； （3），可见阀阻力越大Kv值越小； （4）；所以，口径越大Kv越大。 2 流量系数定义 在前面不可压流体的流量方程（3）中，令流量Q的系数为Kv，故Kv 称流量系数；另一方面，从公式（4）中知道：Kv∝Q ，即Kv 的大小反映调节阀流量Q 的大小。流量系数Kv国内习惯称为流通能力，现新国际已改称为流量系数。 2.1 流量系数定义 对不可压流体，Kv是Q、△P的函数。不同△P、r时Kv值不同。为反映不同调节阀结构，不同口径流量系数的大小，需要跟调节阀统一一个试验条件，在相同试验条件下，Kv的大小就反映了该调节阀的流量系数的大小。于是调节阀流量系数Kv的定义为：当 调节阀全开，阀两端压差△P为100KPa，流体重度r为lgf/cm(即常温水)时，每小时 流经调节阀的流量数（因为此时），以m/h 或t／h计。例如：有一台Kv ＝50的调节阀，则表示当阀两端压差为100KPa时，每小时的水量是50m／h。 Kv＝0.1，阀两端压差为167－（－83）＝2.50，气体重度约为1 .0×E（－6），每小时流量大约为158 m／h。＝43L/s=4.3/0.1s Kv＝0.1，阀两端压差为1.67，气体重度约为1 2.2 Kv与Cv值的换算 国外，流量系数常以Cv表示，其定义的条件与国内不同。Cv的定义为：当调节阀全开，阀两端压差△P为1磅／英寸2，介质为60°F清水时每分钟流经调节阀的流量数，以加仑／分计。 由于Kv与Cv定义不同，试验所测得的数值不同，它们之间的换算关系:Cv ＝ 1.167Kv （5）
调节阀口径计算
调节阀口径计算 1、口径计算原理 在不同的自控系统中，流量、介质、压力、温度等参数千差万别，而调节阀的流量系数又是在100KPa 压差下,介质为常温水时测试的，怎样结合实际工作情况决定阀的口径呢？显然，不能以实际流量与阀流量系数比较（因为压差、介质等条件不同），而必须进行K V值计算。把各种实际参数代入相应的K V值计算公式中，算出Kv值，即把在不同的工作条件下所需要的流量转化为该条件下所需要的K V值，于是根据计算出的Kv值与阀具有的Kv值比较，从而决定阀的口径，最后还应进行有关验算，进一步验证所选阀是否能满足工作要求。 2 、口径计算步骤 从工艺提供有关参数数据到最后口径确定，一般需要以下几个步骤： （1）计算流量的确定。根据现有的生产能力、设备负荷及介质的状况，决定计算的最大工作流量Qmax 和最小工作流量Qmin。 （2）计算压差的决定。根据系统特点选定S值，然后决定计算压差。 （3）Kv值计算。根据已决定的计算流量、计算压差及其它有关参数，求出最大工作流量时的Kvmax。 （4）初步决定调节阀口径，根据已计算的Kvmax，在所选用的产品型式系列中，选取大于Kv-max并与其接近的一档Kv值，得出口径。 （5）开度验算。 （6）实际可调比验算。一般要求实际可调比应大于10。 （7）压差校核（仅从开度、可调比上验算还不行，这样可能造成阀关不死，启不动，故我们增加此项）。 （8）上述验算合格，所选阀口径合格。若不合格，需重定口径（及Kv值），或另选其它阀，再验算至合格。 3 、口径计算步骤中有关问题说明 1）最大工作流量的决定 为使调节阀满足调节的需要，计算时应考虑工艺生产能力、对象负荷变化、预期扩大生产等因素，但必须防止过多地考虑余量，使阀口径选大；否则，不仅会造成经济损失、系统能耗大，而且阀处小开度工作，使可调比减小，调节性能变坏，严重时还会引起振荡，使阀的寿命缩短，特别是高压调节阀，更要注意这一点。现实中，绝大部分口径选大都是此因素造成的。 2）计算压差的决定——口径计算的最关键因素
阀门流量系数的速算方法
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和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《管线阀门》第22版明确规定：“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，温度为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。
DN50阀门的典型流量系数 (表一) 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（m 3/h ） Kv 值的计算公式： 形式Cv 截止阀40-60角式截止阀 47Y 形阀门 阀杆与管道中心线夹角为45°72阀杆与管道中心线夹角为60° 65V 形孔旋塞阀 60-80蝶阀 蝶板厚度为通道直径的7%333蝶板厚度为通道直径的35% 154常规闸阀300-310夹管阀360旋启式止回阀76隐蔽式止回阀123球阀（缩径）131球阀（全径） 440
阀门流量计算方法介绍
阀门流量计算方法 如何使用流量系数 How to use Cv 阀门流量系数(Cv)是表示阀门通过流体能力的数值。Cv越大，在给定压降下阀门能够通过的流体就越多。Cv值1表示当通过压降为1 PSI时，阀门每分钟流过1加仑15o C的水。Cv值350表示当通过压降为1 PSI时，阀门每分钟流过350加仑15o C的水。 Valve coefficient (Cv) is a number which represents a valve's ability to pass flow. The bigger the Cv, the more flow a valve can pass with a given pressure drop. A Cv of 1 means a valve will pass 1 gallon per minute (gpm) of 60o F water with a pressure drop (dp) of 1 PSI across the valve. A Cv of 350 means a valve will pass 350 gpm of 60o F water with a dp of 1 PSI. 公式1 FORMULA 1 流速：磅/小时(蒸汽或水) FLOW RATE LBS/HR (Steam or Water) 在此： Where:
dp = 压降，单位：PSI dp = pressure drop in PSI F = 流速，单位：磅/小时 F = flow rate in lbs./hr. = 比容积的平方根，单位：立方英尺/磅 (阀门下游) = square root of a specific volume in ft3/lb. (downstream of valve) 公式2 FORMULA 2 流速：加伦/分钟(水或其它液体) FLOW RATE GPM (Water or other liquids) 在此： Where: dp = 压降，单位：PSI dp = pressure drop in PSI Sg = 比重 Sg = specific gravity Q = 流速，单位：加伦/分钟 Q = flow rate in GPM 局限性 LIMITATIONS 上列公式在下列条件下无效： Above formulas are not valid under the following conditions: a.对于可压缩性流体，如果压降超过进口压力的一半。 For compressible fluids, where pressure drop exceeds half the inlet pressure.
阀门流量系数Cv值
阀门流量系数Cv 值 阀门流量系数Cv 值字体大小：大| 中| 小2014-08-03 12:53 阅读(839) 评论(0) 分类：流量系数即：C 值(欧美 标准称为Cv 值，国际标准称为：KV 值)是阀门、调节阀等值是保障管道流量控制系统正常工作的重要步骤。是指单位时间内、在测试条件中管道保持恒定的压力，管道介质流经阀门的体积流量，或是质量流量。即阀门的最大流通能力。 工业阀门的重要工艺参数和技术指标。正确计算和选择CV 流量系数值越大说明流体流过阀门时的压力损失越小。阀门的CV 值须通过测试和计算确定。阀门是流量系数是衡量阀门流通能力的指标,流量系数值越大说流体流过阀门时的压 力损失越小.上海申弘阀门有限公司主营阀门有：减压阀(气体减压阀,可调式减压阀,波纹管减压阀,活塞式减压阀,蒸汽 减压阀,先导式减压阀,空气减压阀,氮气减压阀,水用减压阀, 自力式减压阀,比例减压阀)、安全阀、保温阀、低温阀、球 阀、截止阀、闸阀、止回阀、蝶阀、过滤器、放料阀、隔膜阀、旋塞阀、柱塞阀、平衡阀、调节阀、疏水阀、管夹阀、排污阀、排气阀、排泥阀、气动阀门、电动阀门、高压阀门、中压阀门、低压阀门、水力控制阀、真空阀门、衬胶阀门、衬氟阀门。阀门系数的定义：流量系数表示流体流经阀门产生单位压力损失时流体的流量,由于单位的不同,流量系数
有几种不同的代号和量值.一般式C=QVp/PC---流量系数 Q---体积流量p---流体密度P---阀门压力损失概述：流量特性是调节阀的一种重要技术指标和参数。在调节阀应用过程中做出正确的选型具有 非常重要的意义。固有特性（流量特 性）：在经过阀门的压力降恒定时，随着截流元件（阀板）从关 闭位置运动到额定行程的过程中流量系数与截流元件（阀板） 行程之间的关系。典型地，这些特性可以绘制在曲线图上， 其水平轴用百分比行程表示，而垂直轴用百分比流量(或Cv 值）表示。由于阀门流量是阀门行程和通过阀门的压力降的函数，在恒定的压力降下进行流量特性测试提供了一种比较阀门特性类型的系统方法。用这种方法测得的典型的阀门特性 有线性、等百分比和快开（图2）。等百分比特性：一种固有流 量特性，额定行程的等量增加会理想地产生流量系数(Cv)的等百分比的改变（图2）。线性特性：一种固有流量特性，可以用一条直线在流量系数（Cv 值）相对于额定行程的长方形 图上表示出来。因此，行程的等量增加提供流量系数（Cv）的 等量增加。图2 快开特性：一种固有流量特性：在截流元件 很小的行程下可以获得很大的流量系数（图2）。额定流量下的 压力降：也是表示气动元件的流量特性之一。气动元件常常在额定流量下工作，故测定额定流量下气动元件上下游的压力降，作为该元件的流量特性指标。显然，此指标也只反映不可压缩流态下的浏览特性。阀门流量系数流量系数
调节阀的口径计算
调节阀口径计算 1 口径计算原理 在不同的自控系统中，流量、介质、压力、温度等参数千差万别，而调节阀的流量系数又是在100KPa压差下,介质为常温水时测试的，怎样结合实际工作情况决定阀的口径呢？显然，不能以实际流量与阀流量系数比较（因为压差、介质等条件不同），而必须进行Kv值计算。把各种实际参数代入相应的Kv值计算公式中，算出Kv值，即把在不同的工作条件下所需要的流量转化为该条件下所需要的Kv值，于是根据计算出的Kv值与阀具有的Kv值比较，从而决定阀的口径，最后还应进行有关验算，进一步验证所选阀是否能满足工作要求。 2 口径计算步骤 从工艺提供有关参数数据到最后口径确定，一般需要以下几个步骤： （1）计算流量的确定。根据现有的生产能力、设备负荷及介质的状况，决定计算的最大工作流量Qmax和最小工作流量Qmin。 （2）计算压差的决定。根据系统特点选定S值，然后决定计算压差。 （3）Kv值计算。根据已决定的计算流量、计算压差及其它有关参数，求出最大工作流量时的Kvmax。 （4）初步决定调节阀口径，根据已计算的Kvmax，在所选用的产品型式系列中，选取大于Kv-max并与其接近的一档Kv值，得出口径。
（5）开度验算。 （6）实际可调比验算。一般要求实际可调比应大于10。 （7）压差校核（仅从开度、可调比上验算还不行，这样可能造成阀关不死，启不动，故我们增加此项）。 （8）上述验算合格，所选阀口径合格。若不合格，需重定口径（及Kv值），或另选其它阀，再验算至合格。 3 口径计算步骤中有关问题说明 1）最大工作流量的决定 为使调节阀满足调节的需要，计算时应考虑工艺生产能力、对象负荷变化、预期扩大生产等因素，但必须防止过多地考虑余量，使阀口径选大；否则，不仅会造成经济损失、系统能耗大，而且阀处小开度工作，使可调比减小，调节性能变坏，严重时还会引起振荡，使阀的寿命缩短，特别是高压调节阀，更要注意这一点。现实中，绝大部分口径选大都是此因素造成的。 2）计算压差的决定——口径计算的最关键因素 压差的确定是调节阀计算中的关键。在阀工作特性讨论中知道：S值越大，越接近理想特性，调节性能越好；S值越小，畸变越厉害，因而可调比减小，调节性能变坏。但从装置的经济性考虑时，S小，调节阀上压降变小，系统压降相应变小，这样可选较小行程的泵，即从经济性和节约能耗上考虑S值越小越好。综合的结果，一般取S＝0.1～0.3（不是原来的0.3～0.6）。对高压系统应取小值，可小至S
阀门流量系数与流阻系数的计算公式V1.2
阀门流量系数与流阻系数的计算公式 1、流量系数标准公式： ）1式(）m （ 2---?=p Q C ρ Q ：体积流量，单位m 3/h ρ：介质相对水的密度，单位为1 △p ：静压力损失，单位bar 2、流量系数计算用公式： ）2（式）m （ 1000002水---???=p Q C ρρ Q ：体积流量，单位m 3/h ρ：介质密度，单位kg/m 3 ρ水：水的密度，单位kg/m 3 △p ：静压力损失，单位Pa 3、流阻系数： ）3（式（无量纲） 22---?= v p K ρ △p ：静压力损失，单位Pa ρ：介质密度，单位kg/m 3 v ：流体速度，单位m/s 4、水头损失： ）4（式---(m) g p h ρ?= △p ：静压力损失，Pa ρ：介质密度，kg/m 3 g ：重力加速度，g=9.80665m/s 2 5、阀门流量系数和流阻系数的关系式： ）5（式---360002 ?=K A C
C ：流量系数 A ：阀门截面积，单位m 2 K ：流阻系数 6、流阻系数与当量长度换算公式 ）6（式---D L K ? =λ K ：流阻系数 λ：沿程阻力系数 L ：阀门当量长度，单位m D ：阀门直径，单位m 7、沿程阻力系数 ）7（式---22v L D h g ????=λ λ：沿程阻力系数，无量纲 g ：重力加速度，g=9.80665m/s 2 h ：水头损失，单位m D ：阀门直径，单位m L ：阀门当量长度，单位m v ：流体速度，单位m/s 8、功率损失 ）8（式---106.36????=Q g h P ρ P ：功率损失，单位KW h ：水头损失，单位m ρ：介质密度，kg/m 3 g ：重力加速度，g=9.80665m/s 2 Q ：体积流量，单位m 3/h
调节阀流量系数计算
10Pa ，额定行程时流经调节阀以m/h L（ 10QL 0.28 m/h g/cm L（ 10QL 当P2＞0.5P1时
式中：Qg－标准状态下气体流量Nm/h Pm-(P1+P2)/2(P1、P2为绝对压力)kPa △P＝P1－P2 G －气体比重（空气G＝1） t －气体温度℃ b．高压气体（PN＞10MPa） 当P2＞0.5P1时 当P2≤0.5P1时 式中：Z-气体压缩系数，可查GB/T 2624-81《流量测量节流装置的设计安装和使用》 3．低雷诺数修正（高粘度液体K V值的计算） 液体粘度过高或流速过低时，由于雷诺数下降，改变了流经调节阀流体的流动状态，在Rev<2300时流体处于低速层流，这样按原来公式计算出的KV值，误差较大，必须进行修正。此时计算公式应为： 式中：Φ―粘度修正系数，由Rev查FR－Rev曲线求得；QL－液体流量m/h 对于单座阀、套筒阀、角阀等只有一个流路的阀 对于双座阀、蝶阀等具有二个平行流路的阀 式中：Kv′―不考虑粘度修正时计算的流量系 ν ―流体运动粘度mm/s FR －Rev关系曲线
FR-Rev关系图 4．水蒸气的Kv值的计算 a．饱和蒸汽 当P2＞0.5P1时 当P2≤0.5P1时 式中：G―蒸汽流量kg/h，P1、P2含义及单位同前，K－蒸汽修正系数，部分蒸汽的K值如下：水蒸汽：K＝19.4；氨蒸汽：K＝25；氟里昂11：K＝68.5；甲烷、乙烯蒸汽：K＝37；丙烷、丙烯蒸汽：K＝41.5；丁烷、异丁烷蒸汽：K＝43.5。 b．过热水蒸汽 当P2＞0.5P1时 当P2≤0.5P1时 式中：△t―水蒸汽过热度℃，Gs、P1、P2含义及单位同前。
调节阀流量系数计算公式和选择数据
调节阀流量系数计算公式和选择数据 1. 流量系数计算公式 表示调节阀流量系数的符号有C、Cv、Kv等，它们运算单位不同，定义也有不同。 C-工程单位制（MKS制）的流量系数，在国内长期使用。其定义为：温度5-40℃的水，在1kgf/cm2(0.1MPa)压降下，1小时内流过调节阀的立方米数。 Cv-英制单位的流量系数，其定义为：温度60℃F（15.6℃）的水，在IIb/in(7kpa)压降下，每分钟流过调节阀的美加仑数。 Kv-国际单位制（SI制）的流量系数，其定义为：温度5-40℃的水，在10Pa（0.1MPa）压降下，1小时流过调节阀的立方米数。 注：C、Cv、Kv之间的关系为Cv=1.17Kv，Kv=1.01C 国内调流量系数将由C系列变为Kv系列。 （1）Kv值计算公式（选自《调节阀口径计算指南》） ①不可压缩流体（液体）（表1-1） Kv值计算公式与判别式（液体） 低雷诺数修正：流经调节阀流体雷诺数Rev小于104时，其流量系数Kv需要用雷诺数修正系数修正，修正后的流量系数为： 在求得雷诺数Rev值后可查曲线图得FR值。 计算调节阀雷诺数Rev公式如下： 对于只有一个流路的调节阀，如单座阀、 套筒阀，球阀等： 对于有五个平行流路调节阀，如双座阀、 蝶阀、偏心施转阀等
文字符号说明： P1--阀入口取压点测得的绝对压力，MPa； P2--阀出口取压点测得的绝对压力，MPa； △ P--阀入口和出口间的压差，即（P1-P2），MPa；Pv--阀入口温度饱和蒸汽压（绝压），MPa； Pc--热力学临界压力（绝压），MPa； FF--液体临界压力比系数， FR--雷诺数系数，根据ReV值可计算出； QL--液体体积流量，m3/h ν--运动粘度，10-5m2/s FL--液体压力恢复系数 PL--液体密度，Kg/cm3 WL--液体质量流量，kg/h， ②可压缩流体（气体、蒸汽）（表1-2） Kv值计算公式与判别式（气体、蒸气） 表1-2
流量系数CV值的来历与计算方法
调节阀流量系数CV值的来历与计算方法 液流： 在此：Q = 液流量（每分钟加仑数） △P = 通过的压降（psi） S = 介质的具体重 这个方程式适用于湍流和粘性接近于水的液体。 （Cv是指介质温度为60 o F的水，通过阀门产生1.0 psi压降时的每分钟流量。）（这时水的具体重力是1。） 1915 年美国的 FISHER GOVERNER 公司按设计条件积累了图表，按图表先定口径。由于用这个方法调节阀的费用减少了，电动调节阀的寿命延长了，因此当时得到了好评。但是按选定的口径比现在计算出来的还大些。后来按选定法对液体，气体，蒸汽及各种形式的气动调节阀进行了进一步的算法研究。 直到 1930 年美国的 FOXBORO 公司 ROLPHRJOKWELL 和 DR.@.E.MASON 对以下的V 型 ( 等百分比 ) 球阀 , 最初使用CV值 , 并发表了CV 计算公式。 1944年美国的 MASON —NELLAN REGULATOR 公司把 ROKWELL 和 MAXON 合并为 MASON —NEILAN ，发表了 @ V 计算公式。 1945 年美国的 SONALD EKMAN 公司发表了和 MASON — NELLAN 差不多的公式，但对流通面积和流量系数相对关系展开研究工作。 1962 年美国的 F@I （ FLUID @ONTROLS INSTITUTE ）发表了 FCI 58-2 流量测定方法，并发表了调节阀口径计算。迄今还在使用的CV 计算式，但同 FCI 62-1 。 1960 年西德的 VDI/VDE 也发表了 KV 计算式，但同 FCI62-1 相同，仅仅是单位改为公制。 1966~1969 年日本机械学会关于调节阀基础调查分会对定义瘩的口径计算，规格书，使用方法进行调查研究。但到现在还未结束。 1977 年美国的 ISA （ INSTRUMENT SOCIETY OF AMERICA ）发表了标准 S39 。 1 “关于压缩流体的计算”公式。 1977~1978 美国的ANSI/ISA 标准 ,S75.01 于 1979 年 5 月 15 日发表了 NO\\0046-79, 为工程服务的报告。 调节并流通能力的计算，各仪表厂目前采用FCI推荐的C V 值计算公式如表 1 公式压力条件计算式 △P < 2 1> △P≥P 1 /2 液体同左 气体常温（ 0~60 C） 温度修正(>60°C) 蒸汽饱和 过热 表中各式对一般的使用场合可以满足。但对于高压差，高粘度接近饱和状态的液体等场合，尤其是蝶阀，球阀等低压力恢复系数的阀，误差就很大了，必须进行修正。 80 年日本个别公司已开始用下列系数进行修正。空化系数：当液体通过调节阀时，在缩流部压力低于阀入口温度下的饱和蒸汽压力 P V 时，一部分液体迅速气化使通过调节阀的液体成为气液两相流的现象学称为闪蒸。缩流部后液体的压力表逐渐恢复，混杂在液体中的气泡破碎，
调节阀Kv计算
调节阀的流通能力Kv值，是调节阀的重要参数，它反映流体通过调节阀的能力，也就是调节阀的容量。根据调节阀流通能力Kv值的计算，就可以确定选择调节阀的口径。为了正确选择调节阀的尺寸，必须准确计算调节阀的额定流量系数Kv值。 调节阀额定流量系数的定义是：在规定条件下，即控制阀的两端压差为105Pa，流体的密度为1g/cm3，额定行程时流经调节阀以m3/h或t/h的流量数。 1.一般液体的Kv值计算 a.非阻塞流 式中：FL—压力恢复系数，查表1。 FF—液体临界压力比系数，F=0.96-0.28 Pv—调节阀入口温度下，液体的饱和蒸汽压（绝对压力），查表4～表10。 Pc—物质热力学临界压力，查表2和表3。 QL—液体流量m3/h。 ρ—液体密度g/cm3 P1—阀前压力（绝对压力）KPa. P2—阀后压力（绝对压力）KPa. b.阻塞流 式中：各字母含义及单位同前。 2.低雷诺数修正（高粘度液体Kv值的计算） 液体粘度过高时，由于雷诺数下降，改变了流体的流动状态，在Re<2300时流体处于低速层流，这样按原来公式计算出的Kv值，误差较大，必须进行修正。此时计算公式为： 式中：φ—粘度修正系数，由Re查图求得。 对于单座调节阀、套筒调节阀、角形阀等只有一个流路的调节阀： Re=70000 对于双座调节阀、蝶阀等具有二个平行流路的阀门： Re=49600 式中：K''v—不考虑粘度修正时计算的流通能力。 γ—流体运动粘度mm2/s。
雷诺数Re 粘度修正曲线 3.气体的Kv值的计算： a.一般气体 当P2>0.5P1时 当P2≤0.5P1时 式中：Qg—标准状态下气体流量m3/h， Pm—(P1、P2为绝对压力)KPa, △P=P1-P2 G—气体比重（空气G=1）， t—气体温度℃ b.高压气体（PN>10MPa） 当P2>0.5P1时， 当P2≤0.5P1时， 式中：Z—气体压缩系数，可查GB2624-81《流量测量节流装置的设计安装和使用》。 4.蒸汽的Kv值的计算 a.饱和蒸汽 当P2>0.5P1时， 当P2≤0.5P1时 式中：Gs—蒸汽流量Kg/h P1、P2含义及单位同前
压力与流量计算公式
压力与流量计算公式： 调节阀的流量系数Kv，是调节阀的重要参数，它反映调节阀通过流体的能力，也就是调节阀的容量。根据调节阀流量系数Kv的计算，就可以确定选择调节阀的口径。为了正确选择调节阀的口径，必须正确计算出调节阀的额定流量系数Kv值。调节阀额定流量系数Kv的定义是：在规定条件下，即阀的两端压差为10Pa，流体的密度为lg/cm，额定行程时流经调节阀以m/h或t/h的流量数。 1．一般液体的Kv值计算 a．非阻塞流 判别式：△P＜FL（P1－FFPV） 计算公式：Kv＝10QL 式中：FL－压力恢复系数，见附表 FF－流体临界压力比系数，FF＝0.96－0.28 PV－阀入口温度下，介质的饱和蒸汽压（绝对压力），kPa PC－流体热力学临界压力（绝对压力），kPa QL－液体流量m/h ρ－液体密度g/cm P1－阀前压力（绝对压力）kPa P2－阀后压力（绝对压力）kPa b．阻塞流 判别式：△P≥FL（P1－FFPV） 计算公式：Kv＝10QL 式中：各字符含义及单位同前 2．气体的Kv值计算 a．一般气体 当P2＞0.5P1时 当P2≤0.5P1时 式中：Qg－标准状态下气体流量Nm/h Pm-(P1+P2)/2(P1、P2为绝对压力)kPa △P＝P1－P2 G －气体比重（空气G＝1） t －气体温度℃ b．高压气体（PN＞10MPa） 当P2＞0.5P1时 当P2≤0.5P1时 式中：Z-气体压缩系数，可查GB/T 2624-81《流量测量节流装置的设计安装和使用》3．低雷诺数修正（高粘度液体KV值的计算）
液体粘度过高或流速过低时，由于雷诺数下降，改变了流经调节阀流体的流动状态，在Rev<2300时流体处于低速层流，这样按原来公式计算出的KV值，误差较大，必须进行修正。此时计算公式应为： 式中：Φ―粘度修正系数，由Rev查FR－Rev曲线求得；QL－液体流量m/h 对于单座阀、套筒阀、角阀等只有一个流路的阀 对于双座阀、蝶阀等具有二个平行流路的阀 式中：Kv′―不考虑粘度修正时计算的流量系 ν ―流体运动粘度mm/s FR －Rev关系曲线 FR-Rev关系图 4．水蒸气的Kv值的计算 a．饱和蒸汽 当P2＞0.5P1时 当P2≤0.5P1时 式中：G―蒸汽流量kg/h，P1、P2含义及单位同前，K－蒸汽修正系数，部分蒸汽的K 值如下：水蒸汽：K＝19.4；氨蒸汽：K＝25；氟里昂11：K＝68.5；甲烷、乙烯蒸汽：K ＝37；丙烷、丙烯蒸汽：K＝41.5；丁烷、异丁烷蒸汽：K＝43.5。 b．过热水蒸汽 当P2＞0.5P1时 当P2≤0.5P1时 式中：△t―水蒸汽过热度℃，Gs、P1、P2含义及单位同前。 那么如何计算选择电动水阀口径？工程上我们常用的是通过计算电动阀门的流量系数（Kv/Cv）值来推导电动水阀口径，因为流量系数和水阀口径是成对应关系的，换句话说，流量系数定了，水阀口径大小也就确定了。水阀流量系数（Kv/Cv）采用以下公式计算：Cv=Q/ΔP1/2 其中Q-设备（空调/新风机组）的冷量/热量或风量ΔP-为调节阀前后压差比理论上讲，在不同的空调回路中，ΔP值是不同的，是一个动态变化的值，取值范围一般在1-7之间。但由于在流量系数的计算过程中ΔP是开根号取值，所以对Cv计算影响并不是很大。因此，在工程设计中一般选ΔP值为4。举例来说，假设1台空调机组技术指标值如下：风量：8000 M3/H 冷量：47.17 KW 热量：67.55 KW 余压：410 PA 功率：2KW 如何选用调节水阀？首先，我们计算流量系数Kv/ Cv值Cv=Q/ΔP1/2=67.55*0.685/2=23.14 Kv=Cv/1.17=43.92/1.17=19.8 然后计算出来的流量系数Kv/ Cv选用与其相适应口径的调节水阀。
阀门流量系数Kv 、Cv
阀门流量系数Kv 、Cv 调节阀同孔板一样，是一个局部阻力元件。前者，由于节流面积可以由阀芯的移动来改变，因此是一个可变的节流元件；后者只不过孔径不能改变而已。可是，我们把调节阀模拟成孔板节流形式，见图2－1。对不可压流体，代入伯努利方程为： （1） 解出 命图2-1 调节阀节流模拟 再根据连续方程Q＝ AV，与上面公式连解可得： （2） 这就是调节阀的流量方程，推导中代号及单位为： V1 、V2 ——节流前后速度； V ——平均流速； P1 、P2 ——节流前后压力，100KPa； A ——节流面积，cm； Q ——流量，cm／S； ξ——阻力系数； r ——重度，Kgf／cm； g ——加速度，g = 981cm/s； 如果将上述Q、P1、P2 、r采用工程单位，即：Q ——m/ h；P1 、P2 —— 100KPa； r——gf/cm。于是公式（2）变为： （3） 再令流量Q的系数为Kv，即：Kv ＝ 或（4） 这就是流量系数Kv的来历。 从流量系数Kv的来历及含义中，我们可以推论出： （1）Kv值有两个表达式：Kv = 和
（2）用Kv公式可求阀的阻力系数ξ = （5.04A/Kv）×（5.04A/Kv）； （3），可见阀阻力越大Kv值越小； （4）；所以，口径越大Kv越大。 在前面不可压流体的流量方程（3）中，令流量Q的系数为Kv，故Kv 称流量系数；另一方面，从公式（4）中知道：Kv∝Q ，即Kv 的大小反映调节阀流量Q的大小。流量系数Kv国内习惯称为流通能力，现新国际已改称为流量系数。 2.1 流量系数定义 对不可压流体，Kv是Q、△P的函数。不同△P、r时Kv值不同。为反映不同调节阀结构，不同口径流量系数的大小，需要跟调节阀统一一个试验条件，在相同试验条件下，Kv的大小就反映了该调节阀的流量系数的大小。于是调节阀流量系数Kv的定义为：当调节阀全开，阀两端压差△P为 100KPa，流体重度r为lgf/cm (即常温水)时，每小时流经调节阀的流量数（因为此时 ），以m/h 或 t／h计。 例如：有一台Kv ＝50的调节阀，则表示当阀两端压差为100KPa时，每小时的水量是50m／h。 2.2 Kv与Cv值的换算 国外，流量系数常以Cv表示，其定义的条件与国内不同。Cv的定义为：当调节阀全开，阀两端压差△P为1磅／英寸2，介质为60°F清水时每分钟流经调节阀的流量数，以加仑／分计。 由于Kv与Cv定义不同，试验所测得的数值不同。 它们之间的换算关系:Cv ＝ 1.167Kv （5） 2.3 推论 从定义中我们可以明确在应用中需要注意的两个问题： （1）流量系数Kv不完全表示为阀的流量，唯一在当介质为常温水，压差为100KPa时，Kv才为流量Q；同样Kv 值下，r、△P不同，通过阀的流量不同。 （2）Kv是流量系数，故没单位。但是许多资料、说明书都错误地带上单位，值得改正。 --------------------------------------------------------------------------------- 根据以上定义，该阀体在同种流体条件不同压差下，可以根据Kv来计算流量Q (Q正比于压差△P的平方根) Q=Kv/sqrt(△P) △P单位为bar，Q单位为立方米/小时
调节阀流量计算
控制阀额定流量系数的确定 何衍庆杨洁王为国王大方（华东理工大学，上海，200237） 邱宣振王秀娟（中国石化集团上海工程有限公司，上海，200120） 摘要本文指出传统确定控制阀额定流量系数估算方法存在的问题，并对控制阀额定流量系 数确定的影响因素和估算公式进行分析和讨论。 关键词控制阀流量系数压降比流量特性 一确定控制阀额定流量系数的传统方法 确定控制阀额定流量系数的传统估算方法如下[1]。 ●确定计算流量：根据工艺提供的设计条件，确定计算流量Q max和Q min。 ●确定计算压差：根据已选择的控制阀流量特性及系统特点，确定压降比s，并确定计算压差。 ●计算流量系数：按照工作情况判定介质性质及阻塞流情况，选择合适计算公式或图表，根据已经确定的计算流量和计算压差，计算出最大和最小流量时的K vmax和K vmin。根据阻塞流情况，必要时进行噪声预估计算。 ●选用控制阀额定流量系数：根据已求取的K vmax，进行放大和圆整，在制造商提供的产品系列中，选用大于K vmax并最接近的系列值，作为控制阀订货的额定流量系数K v。 ●控制阀开度验算：一般要求最大计算流量时开度不大于90%，最小计算流量时开度不小于10%。 ●控制阀实际可调比的验算：一般要求实际可调比不小于10。 ●阀座直径和公称直径的确定：验算合格后，根据额定流量系数K v确定。 传统估算方法中，放大倍率m可如表1所示确定。 表1 m计算值 的影响，实际开度计算也按s=1确定。由于传统估算方法要求压降比s在0.6~1之间，及数值向上圆整，因此，确定额定流量系数的传统方法对控制系统影响并不大。随着对节能的重视，由于控制阀是耗能元件，控制阀两端如果能够在小压降下运行有利于系统能量的充分利用，因此，工艺设计计算时已经将控制阀的压降比作为重要设计条件。例如，化工工艺设计手册[2]已经明确指出控制阀压降比设计值为0.3。 当控制阀压降比s=0.5时，控制阀可调节的最大流量约是控制阀额定最大流量的70%，因此，在实际应用中确定控制阀额定流量系数的传统方法所选用控制阀在全开时不能满足工艺最大流量的控制要求。 二影响控制阀额定流量系数的因素 控制阀额定流量系数与下列因素有关。 ●控制阀计算流量系数：控制阀计算流量系数可以根据工艺提供的正常流量、最大流量和最小流量，及计算压差确定。 ●控制阀的压降比：控制阀压降比的减小会使实际最大流量下降，压降比越小，实际最大流量的下降越大。表2显示压降比s与控制阀最大流量下降的百分比的关系。