流量系数Cv值是调节阀的重要参数,它反映调节阀的能力(容量),根据Cv值的大小来确定调节阀的公称通径。Cv值的定义是:阀处于全开状态,两端压差为1磅/寸2的条件下,60℉(15.6℃)的清水,每分钟通过阀的美加仑数。我国流量系数是按公制定义的。符号为Kv,Kv与Cv的关系是Cv=1.17Kv。
1.液体介质计算:(英制) (公制)
…………………….(1) ……………(1′)
式中
Q=*大流量 gpm(美加仑/分) Q=*大流量 m3/h
G=比重(水=1) G=比重(水=1)
P1=进口压力 psi P1=进口压力 100kpa(kgf/cm2)
P2=出口压力 psi P2=出口压力 100kpa(kgf/cm2)
ΔP=P1-P2
注意:P1和P2为*大流量时的压力调节阀又称控制阀,是工业自动化过程控制仪表的执行单元,是工业自动化控制的手和足。正确选择和使用调节阀不仅直接关系到整个系统的正常运行,同时涉及到人生和系统的安全、环保及经济效益等方面。据了解自控系统不能正常投入运行,其中有70%~80%的原因是执行单元的影响。
随着我国生产的发展系统对流量、压力、温度等参数的过程控制要求不断提高;耐蚀性能、调节精度、可靠性要求也越来越高。所以正确选择、合理使用调节阀对控制系统有着举足轻重的作用。
《调节阀计算选型资料》可供设计院、企业自动化控制室及工程部有关人员,在调节阀计算选型时参考;对从事调节阀生产、销售、使用、维修人员作为调节阀基础知识的培训教材。
(1) 粘度修正 液体粘度大于100SSU(塞波特秒)或者大于20CST(厘斯)即20mm2/s时,计算所要求的Cv值应按下列次序进行粘度修正。
1) 不考虑粘度影响,用公式(1)或(1′)求出Cv
2) 用公式(2)和(3)或者公式(2′)和(3′),求出系数R。
3) 从图2-1粘度修正曲线上,求出系数R相对应的Cv的修正系数。
4) 用这个修正系数乘上*步求出的Cv。
5) 然后,从Cv值一览表上,选取合适的调节阀口径。
系数R的计算公式
(英制) (公制)
……………….(2′)
(3′)
式中
Q=*大流量 gpm Q=*大流量 m3/h
Mcs——进口温度下液体运动粘度系数cst
Cv——未修正的Cv
Mssu——进口温度下液体粘度SSU(塞波特秒)
备注:液体粘度≥200SSU,使用公式(3)或(3′)计算,粘度<200SSU,请把SSU粘度单位换算成CST粘度单位,再用公式(2)或(2′)计算。
(2)闪蒸修正
当饱和温度或接近饱和温度的液体,在流经调节阀节流口时,由于流速加快,液体压力下降,液体内部会产生瞬间快速蒸发。即液体会产生大量蒸气。在这种情况小,仍然采用原液体流动的基本定律(公式)计算就不正确了,必须进行(压差)修正。修正方法如下:
△T<2.8℃(5℉) △Pc=0.06P1 …………………..(4)
△T>2.8℃(5℉) △Pc=0.9(P1-Ps)…………… (5)
式中
△T=在进口压力下的液体饱和温度与进口温度之差
△Pc=计算流量用的允许压差 100kpa(kgf/cm2) abs
Ps=进口温度下液体的绝对饱和压力100kpa(kgf/cm2) abs
只有当公式(4)或(5)计算出的△Pc小于调节阀上的实际压差△P时,公式(1)或(1′)必须用△Pc,而不准用△P。
2.气体(一般气体)介质计算
如果已知标准状态,即760mmHg(14.7psia)和15.6℃(60℉)条件下的*大流量,下列公式不需经过修正,可直接计算。
(1) △P<时
…………(6) …(6′)
(2) △P>时
………….(7) ……(7′)
式中
Q=标准状态下*大流量 ft3/h Q=标准状态下*大流量 m3/h
G=比重(空气=1) G=比重(空气=1)
T=流体温度 ℉ T=流体温度 ℃
P1=绝对进口压力 Psia P1=绝对进口压力 100Kpa(kgf/cm2)
P2=绝对出口压力 Psia P2=绝对出口压力 100Kpa(kgf/cm2)
△P= P1—P2 Psia △P= P1—P2 100Kpa(kgf/cm2)
3.过热蒸气介质计算
(1) △P<时
……(8) …(8′)
(2) △P≥时
………………..(9) ………..(9′)
式中
W=*大流量 Ibe/h W=*大流量 kg/h
P1=绝对进口压力 Psia P1=绝对进口压力 100Kpa(kgf/cm2)
P2=绝对出口压力 Psia P2=绝对出口压力 100Kpa(kgf/cm2)
K=1+(0.0007×过热温度℉) K=1+(0.0013×过热温度℃)
△P= P1—P2 Psia △P= P1—P2 100Kpa(kgf/cm2)
注意:P1和P2是*大流量时的压力。
4.饱和蒸气介质计算
…….(10) …….(10′)
说明:当P2<时,应用代替△P,V2要用时相对应的值。
式中
W=*大流量 Ib/h W=*大流量 kg/h
V1=进口压力下蒸气比容 ft3/Lb V1=进口压力下蒸气比容 cm3/g
V1=出口压力下蒸气比容 ft3/Lb V1=出口压力下蒸气比容 cm3/g
P1=绝对进口压力 Psia P1=绝对进口压力 100Kpa(kgf/cm2)
P2=绝对出口压力 Psia P2=绝对出口压力 100Kpa(kgf/cm2)
△P= P1—P2 Psia △P= P1—P2 100Kpa(kgf/cm2)
注意:P1和P2是*大流量时的压力。