自力式減壓閥流量系數(shù)Kv計(jì)算

自力式減壓閥流量系數(shù)Kv計(jì)算 自力式減壓閥流量系數(shù)Kv 減壓閥流量系數(shù) 自力式調(diào)節(jié)閥流量

之前介紹減壓閥前后的壓力變化，現(xiàn)在介紹自力式減壓閥流量系數(shù)Kv計(jì)算流量系數(shù)計(jì)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(jì)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(huì)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(huì)使調(diào)節(jié)閥的開度過大，閥門超負(fù)荷運(yùn)行，不能滿足流量要求，容易出現(xiàn)事故，造成不必要的浪費(fèi)。為了 合理選擇調(diào)節(jié)閥的尺寸，必須正確計(jì)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(shí)，額定行程時(shí)流經(jīng)調(diào)節(jié)閥的流量是以立方米每小時(shí)或噸每小時(shí)計(jì)的流量數(shù)。
      自力式壓力減壓閥是不需要任何外加能源，利用被調(diào)介質(zhì)自身調(diào)節(jié)的減壓產(chǎn)品。該產(chǎn)品大特點(diǎn)，能在無電、無氣的場所工作，同時(shí)又節(jié)約了能源，壓力設(shè)定值在運(yùn)行中可隨意調(diào)整。采用快開流量特征，動(dòng)作靈敏、密封性能好，因而它廣泛應(yīng)用于石油、化工、電力、冶金、食品、輕紡、機(jī)械制造與居民建筑樓群等各種工業(yè)設(shè)備中各種氣體、液體及蒸汽介質(zhì)減壓、穩(wěn)壓。
自力式減壓閥是不需要任何外加能源,利用被介質(zhì)自身調(diào)節(jié)的減壓產(chǎn)品.該產(chǎn)品大特點(diǎn),能在無電、無氣的場所工作,同量又節(jié)約了能源,壓力設(shè)定值在運(yùn)行中可隨意調(diào)整.采用快開流量特性,動(dòng)作靈敏,密封性能好.


自力式減壓閥流量系數(shù)Kv計(jì)算產(chǎn)品特點(diǎn)

上海申弘閥門有限公司主營閥門有：減壓閥(組合式減壓閥,可調(diào)式減壓閥,自力式減壓閥自力式壓力調(diào)節(jié)閥無需外加能源，能在無電無氣的場所工作，既方便又節(jié)約了能源。

壓力分段范圍細(xì)且互相交叉，調(diào)節(jié)精度高。

壓力設(shè)定值在運(yùn)行期間可連續(xù)設(shè)定。

對(duì)閥后壓力調(diào)節(jié)，閥前壓力與閥后壓力之比可為10：1～10：8。

橡膠膜片式檢測，執(zhí)行機(jī)構(gòu)測精度高、動(dòng)作靈敏。

采用壓力平衡機(jī)構(gòu)，使調(diào)節(jié)閥反應(yīng)靈敏、控制。
外部檢測閥后壓力
壓力可運(yùn)行中隨意調(diào)整
快開流量特性，動(dòng)作靈敏
結(jié)構(gòu)緊湊
采用不銹鋼波紋管平衡壓力
閥頭與閥座通過錐面密封
閥桿采用不銹鋼波紋管密封
彈簧與執(zhí)行器更換簡便
無立柱式設(shè)計(jì)，設(shè)定更方便
螺接式閥座可獨(dú)立更換
3種規(guī)格的彈簧均可互換
5個(gè)型號(hào)的執(zhí)行器均可互換
設(shè)定方便、準(zhǔn)確


2.4.1 液體的Kv值計(jì)算
      1)非阻塞流
      判別式    (1)
      流量系數(shù)計(jì)算公式
      式中 FL— 壓力恢復(fù)系數(shù)；
             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(壓力)，kPa；
             Pc— 熱力學(xué)臨界壓力(壓力)，kPa；
             qv— 液體流量，m3/h；
             ρ— 液體密度，g/cm3；
             P1— 閥前壓力(壓力)，kPa；
             P2— 閥后壓力(壓力)，kPa。


      2)阻塞流
      判別式         (4)
      流量系數(shù)計(jì)算公式
            (5)
      由式(5)可以看出，在阻塞流情況下，Kv值的計(jì)算公式有變化，壓差一項(xiàng)用FL2(P - FFpv)代替實(shí)際壓差P1- P2。這樣，比用實(shí)際壓差計(jì)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。
      2.4.2 低雷諾數(shù)Re修正(高黏度液體Kv值計(jì)算)
      液體黏度過高時(shí)，由于雷諾數(shù)下降，改變了流體的流動(dòng)狀態(tài)。在Re<2300時(shí)，流體處于層流低速流動(dòng)，這樣按原公式計(jì)算出的Kv值就會(huì)導(dǎo)致較大的誤差，實(shí)際流通能力達(dá)不到計(jì)算值，必須進(jìn)行修正。當(dāng)液體為高黏度時(shí)，調(diào)節(jié)閥流量系數(shù)Kv 的計(jì)算公式為
      式中 ψ— 黏度修正系數(shù)，按Re查圖1求得。
 
      關(guān)于Re在流體力學(xué)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(guān)。對(duì)于只有1個(gè)流路的自力式調(diào)節(jié)閥(如單座閥、套筒閥等)，Re的計(jì)算公式為
                           (7)
      對(duì)于只有2個(gè)平行流路的自力式調(diào)節(jié)閥(如雙座閥)，Re的計(jì)算公式為
                         (8)
      式中 Kv— 不考慮黏度修正時(shí)的流量系數(shù)；
             v— 流體運(yùn)動(dòng)粘度，10-6m2/s。
      2.4.3 氣體的Kv值計(jì)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(jì)算。關(guān)于氣體的Kv值計(jì)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?yàn)槠骄芏确ǖ挠?jì)算結(jié)果比較接近實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，故應(yīng)用多。這里采用平均密度法來計(jì)算氣體的Kv值。
      當(dāng)P2>0.5p1時(shí)
                (9)
      當(dāng)P2≤0.5p1時(shí)
            (10)
      式中 qvN— 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣體流量，m3/h；
              Pm— 壓力，kPa；
              Δp— 閥前后壓差，kPa；
              d — 氣體相對(duì)密度，空氣d=1；
              t  — 氣體溫度，℃ 。
      2.4.4 蒸汽的Kv值計(jì)算
      1)飽和蒸汽
      當(dāng)P2>0.5p1時(shí)
            (11)
      當(dāng)p2≤0.5p1時(shí)
      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(dāng)P2>0.5p1 時(shí)
            (13)
      當(dāng)p2≤0.5pl時(shí)
                     (14)
      式中 Δt— 水蒸汽過熱溫度，℃。
      2.4.5 兩相流的Kv值計(jì)算
      當(dāng)介質(zhì)為氣液兩相流時(shí)，一般采用分別計(jì)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(dú)立，互不影響的觀點(diǎn)。但實(shí)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(jì)算出的Kv值誤差較大。


      2.5 的口徑選擇
      2.5.1 一般的選擇步驟
      根據(jù)生產(chǎn)能力、設(shè)備負(fù)荷確定大流量和小流量qvmax、qvmin；根據(jù)系統(tǒng)特點(diǎn)、壓力分配和管路損失，確定大壓差和小壓差Δpvmax 、Δpvmin；按流量系數(shù)計(jì)算公式，求得大流量和小流量時(shí)的流量系數(shù)Kvmax、Kvmin；根據(jù)求出的Kvmax，在產(chǎn)品樣本中選取大于 Kvmax，并接近Kvmax的Kvs值；由計(jì)算出的Kvmax，Kvmin驗(yàn)算閥的開度(一般要求閥開度在10%~80%之間)；根據(jù)Kvmax、 Kvmin計(jì)算可調(diào)比R(一般要求R=Kvmax/KVmin≤30∶1)；各項(xiàng)計(jì)算驗(yàn)證合格后，根據(jù)Kvs值，確定調(diào)節(jié)閥的口徑。


      2.5.2 常用的選擇步驟
      按照qvmax及Δpvmin 計(jì)算出Kvmax；將Kvmax乘以(1.3~1.5)，求得Kvmax(根據(jù)具體情況定)；按K vmax選擇Kvs (查產(chǎn)品樣本)，應(yīng)選擇靠近Kvmax且大于Kvmax的Kvs值，保證Kvmax/Kvs≤0.75，按Kvs值，確定調(diào)節(jié)閥的口徑。
      但是應(yīng)保證液體流速在2.5m/s以下，氣體流速在80~100m/s以下，否則易產(chǎn)生噪音。


      2.5.3 自力式流量調(diào)節(jié)閥的選擇
      當(dāng)介質(zhì)為液體時(shí)，自力式流量調(diào)節(jié)閥的口徑選擇將有所不同。實(shí)際上有效壓力(指調(diào)節(jié)閥節(jié)流閥板前后的壓差)下的大流量已經(jīng)限制了自力式流量調(diào)節(jié)閥的流量值，所以在選擇閥流量時(shí)，不能按照Kv值選擇，只能按照工藝條件qvmax的大小選擇流量。
      根據(jù)qvmax值的大小和系統(tǒng)壓差來選取合適的流量，然后確定Kvs值和閥的口徑。選擇時(shí)應(yīng)注意閥前后壓差應(yīng)大于有效壓力，還應(yīng)注意閥的開度。自力式流量調(diào)節(jié)閥一般多用于液體介質(zhì)的流量控制。當(dāng)介質(zhì)為氣體時(shí)，應(yīng)保持氣體的壓力比較穩(wěn)定。在計(jì)算時(shí)，應(yīng)按Kv值選取閥的口徑。與本產(chǎn)品相關(guān)論文：200X先導(dǎo)隔膜式水用減壓閥安裝要求