自力式調(diào)節(jié)閥Kv值計算

自力式調(diào)節(jié)閥流量系數(shù)計算

流量系數(shù)Kv(或稱流通能力)，是調(diào)節(jié)閥的重要參數(shù)。它反映流體通過調(diào)節(jié)閥的能力，亦即反映調(diào)節(jié)閥的容量。根據(jù)計算出的流量系數(shù)Kv值的大小，選擇閥的額 定流量系數(shù)Kvs，就可以確定調(diào)節(jié)閥的公稱通徑。如果選擇的額定流量系數(shù)過大，就會使調(diào)節(jié)閥經(jīng)常工作在小開度的情況下，影響控制質(zhì)量，引起振蕩和噪音，縮 短閥的使用壽命。相反，如果選擇的額定流量系數(shù)過小，則會使調(diào)節(jié)閥的開度過大，閥門超負荷運行，不能滿足流量要求，容易出現(xiàn)事故，造成不必要的浪費。為了 合理選擇調(diào)節(jié)閥的尺寸，必須正確計算調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)Kv值。

調(diào)節(jié)閥的額定流量系數(shù)Kvs定義：在規(guī)定條件下，即閥的兩端壓差為100kPa，流體密度為1g/cm3時，額定行程時流經(jīng)調(diào)節(jié)閥的流量是以立方米每小時或噸每小時計的流量數(shù)。

自力式調(diào)節(jié)閥液體的Kv值計算

 1)非阻塞流

 判別式 (1)

流量系數(shù)計算公式 (2)

 式中 FL— 壓力恢復系數(shù)；  (3)

 FF— 液體臨界壓力比系數(shù)；

 PV— 閥入口溫度下，介質(zhì)的飽和蒸汽壓(絕對壓力)，kPa；

 Pc— 熱力學臨界壓力(絕對壓力)，kPa；

 qv— 液體流量，m3/h；

 ρ— 液體密度，g/cm3；

 P1— 閥前壓力(絕對壓力)，kPa；

  P2— 閥后壓力(絕對壓力)，kPa。

2)阻塞流 判別式(4)

流量系數(shù)計算公式 (5)

 由式(5)可以看出，在阻塞流情況下，Kv值的計算公式有變化，壓差一項用FL2(P - FFpv)代替實際壓差P1- P2。這樣，比用實際壓差計算出的Kv值要大，即由于阻塞流的作用，使閥的流通能力不能充分發(fā)揮，必須按更大的Kv值來選擇閥的口徑，才能滿足流量的要 求。

自力式調(diào)節(jié)閥低雷諾數(shù)Re修正(高黏度液體Kv值計算)

         液體黏度過高時，由于雷諾數(shù)下降，改變了流體的流動狀態(tài)。在Re<2300時，流體處于層流低速流動，這樣按原公式計算出的Kv值就會導致較大的誤差，實際流通能力達不到計算值，必須進行修正。當液體為高黏度時，調(diào)節(jié)閥流量系數(shù)Kv的計算公式為  (6)

式中 ψ— 黏度修正系數(shù)，按Re查圖1求得。

關于Re在流體力學中已有論述，主要與流體性質(zhì)及流經(jīng)的管路兩方面因素有關。對于只有1個流路的自力式調(diào)節(jié)閥(如單座閥、套筒閥等)，Re的計算公式為(7)

 對于只有2個平行流路的自力式調(diào)節(jié)閥(如雙座閥)，Re的計算公式為 (8)

式中Kv— 不考慮黏度修正時的流量系數(shù)；

 v— 流體運動粘度，10-6m2/s。

自力式調(diào)節(jié)閥氣體的Kv值計算

       氣體與液體不同，它具有可壓縮性。氣體流過調(diào)節(jié)閥后，密度變小，不能再用液體公式來計算。關于氣體的Kv值計算方法，目前有閥前密度法、閥后密度法、平均 密度法、壓縮系數(shù)法等多種方法。因為平均密度法的計算結(jié)果比較接近實驗數(shù)據(jù)，故應用最多。這里推薦采用平均密度法來計算氣體的Kv值。

 當P2>0.5p1時 (9)

當P2≤0.5p1時 (10)

式中qvN— 標準狀態(tài)下氣體流量，m3/h；

Pm— 絕對壓力，kPa；

 Δp— 閥前后壓差，kPa；

d— 氣體相對密度，空氣d=1；

t  — 氣體溫度，℃ 。

2.4.4蒸汽的Kv值計算

1)飽和蒸汽

當P2>0.5p1時 (11)

 當p2≤0.5p1時(12)

式中qv蒸— 蒸汽流量，kg/h；

 K— 蒸汽修正系數(shù)，各種蒸汽的K值：水蒸汽K=19.4，甲烷、乙烯蒸氣K=37，氨蒸氣K=25，丙烷、丙烯蒸汽K=41.5，氟利昂11  K=68.5，丁烷、異丁烷蒸氣K=43.5。

2)過熱水蒸汽

當P2>0.5p1時  (13)

當p2≤0.5pl時 (14)

式中 Δt— 水蒸汽過熱溫度，℃。

 2.4.5兩相流的Kv值計算

當介質(zhì)為氣液兩相流時，一般采用分別計算液體的Kv液和氣體的Kv氣值，然后相加求取調(diào)節(jié)閥總Kv值。

Kv=Kv液+Kv氣

 這種方法是基于兩種介質(zhì)相互獨立，互不影響的觀點。但實際上，隨著液相和氣相組成成分的變化，流體的狀態(tài)趨向也不同，因此，計算出的Kv值誤差較大。