液体,蒸汽和气体流量系数Cv
为控制阀设计计算流量系数-英制单位。
与流量系数可以比较不同通径、类型和制造商的阀门的性能。流量系数一般由实验确定并表示
英制单位流量-GPM(加仑每分钟)一个阀门将通过一个压降1磅/2(psi)
的流量系数-Kv-也常用于si单位的容量。
的流量系数-Cv-可通过使用不同液体或气体的特定公式来估计特定应用所需的气体。估计Cv值-控制阀的正确通径可以从制造商目录中选择。
请注意,过大的控制阀可能会损害过程的可变性,因为在阀门中增加了太多的增益,使控制器的灵活性降低。过大的阀门在较低的开口处更频繁地工作,因此增加了死区。
流量系数-Cv-液体
对于液体,流量系数为-Cv的水流能力表示每分钟60加仑(GPM)oF有压降1psi (lb/in2).
用体积表示的流量
Cv= q (SG / dp)1/2(1)
在哪里
q =水流(加仑/分钟)
SG =比重(1水)
Dp =压降(psi)
水流(美制加仑每分钟)
压降(psi)
或者以公制单位表示:
Cv= 11.6 q (SG / dp)1/2(1 b)
在哪里
Q =水流(m3./人力资源)
SG =比重(1水)
dp =压降(kPa)
水流(m)3./人力资源)
压降(kPa)
用重量表示的流量
Cv= w / (500 (dp SG)1/2)(1 c)
在哪里
W =水流量(lb/hr)
SG =比重(1水)
压降(psia)
流量(lb/hr)
压降(psi)
或者用国际单位制:
Cv= 5.8 w / (500 (dp SG)1/2)(1 d)
在哪里
W =水流量(kg/hr)
SG =比重(1水)
dp =压降(kPa)
水量(kg/hr)
压降(kPa)
示例-流量系数液体
控制阀在全开位置通过时的流量系数每分钟25加仑水和每平方英寸一磅压降可计算为:
Cv= (25 gpm) (1 / (1 psi))1/2
=25
流量系数-Cv-饱和蒸汽
由于蒸汽和气体是可压缩的流体,公式必须改变以适应密度的变化。
严重(阻塞)压降
阻塞流临界压降,出口压力-po-在控制阀关闭后。58%的进口压力-p我-控制阀前。阻塞流量或临界流量处的流量系数可表示为:
Cv= m / 1.61 p我(2)
在哪里
M =蒸汽流量(lb/hr)
p我进口蒸汽绝对压力(psia)
蒸汽流量(lb/hr)
进口蒸汽压力(psia)
非临界压降
对于非临界压降,出口压力为-po-控制阀超过后58%进口压力的-p我-控制阀前。非临界流量的流量系数可表示为:
Cv= m / (2.1 (p我+ podp)1/2) (2 b)
在哪里
po=出口蒸汽绝对压力(psia)
蒸汽流量(lb/hr)
进口蒸汽压力(psia)
出口蒸汽压力(psia)
流量系数-Cv-过热蒸汽
过热蒸汽的流量系数应乘以修正系数:
Cv= Cv_saturated(1 + 0.00065 dt)
在哪里
Dt =实际压力下饱和温度以上的蒸汽温度oF)
例子-流量系数过热蒸汽
蒸汽过热时的流量系数50oF可计算为:
Cv= Cv_saturated(1 + 0.00065oF) =1.0325 cv_saturated
流量系数-Cv-饱和湿蒸汽
饱和的湿蒸汽包括未蒸发的水颗粒,降低了蒸汽质量对于非常湿的饱和蒸汽,流量系数应乘以修正系数:
Cv= Cv_saturatedζ1/2(4)
在哪里
ζ=干燥部分
例子-流量系数湿饱和蒸汽
适用于含有水分的蒸汽5%的干燥部分可计算为:
ζ = w年代/ (ww+ w年代)
= 0.95 / (0.95 + 0.05)
=0.95
在哪里
ww水质量
w年代蒸汽质量
流量系数可计算为:
Cv= Cv_饱和(0.95)1/2
= 0.97 cv_saturated
流量系数-Cv-空气和其他气体
注意!-临界压降和非临界压降是有区别的。
临界压降大约是入口的47%p我绝对压力。临界压降为出口绝对压力po大约53%的入口p我压力。
压降大于临界压降
当压降大于临界压降时,流体被阻塞.流量系数可计算为:
Cv= q [SG (T + 460)]1/2/ (Flp 834)我(5)
在哪里
q =每小时游离气体,标准立方英尺每小时(Cu.ft/h)
上游流动气体的比重气体相对于空气(SG = 1.0)在14.7 psia和60oF
T =流动空气或气体温度(oF)
Fl压力恢复系数
p我=进口气体绝对压力(psia)
气体流量(Cu.ft./h) (f.a.d)
进口气体绝对压力(psia)
压力恢复系数
上游比重气体
气体温度(oF)
压降小于临界压降
当压降小于临界压降时,流不会阻塞.流量系数可计算为:
Cv= q [SG (T + 460)]1/2/ [1360 (dp po)1/2) (5 b)
在哪里
Dp = (p我- po)
po=出口气体绝对压力(psia)
气体流量(Cu。英尺/ h) (f.a.d)
进口气体压力(psia)
出口气体压力(psia)
上游比重气体
气体温度(oF)