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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。

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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)

流量系数-Kv-也常用于si单位的容量。

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)

比重

压降(psi)


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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)

比重

压降(kPa)


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水控制阀-流量系数Cv

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)

比重

压降(psi)


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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)

比重

压降(kPa)


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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-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(2)

在哪里

M =蒸汽流量(lb/hr)

p进口蒸汽绝对压力(psia)

蒸汽流量(lb/hr)

进口蒸汽压力(psia)


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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-控制阀前。非临界流量的流量系数可表示为:

Cv= m / (2.1 (p+ 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)


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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%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绝对压力。临界压降为出口绝对压力po大约53%的入口p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)(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=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)


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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 po1/2) (5 b)

在哪里

Dp = (p- 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)


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