閥門系數(shù)Cv值確定

1、閥門系數(shù) Cv 值確實(shí)定概述：通常測(cè)定閥門的方法是閥門系數(shù)Cv,它也被稱為|流動(dòng)系數(shù),當(dāng)為特殊工況選擇閥門時(shí),使用閥門系數(shù)確定閥門尺寸,該閥門可在工藝流體穩(wěn)定的限制下,能夠通過(guò)所需要的流量.閥門制造商通常公布各種類型閥門的Cv值,它是近似值,并能根據(jù)管線結(jié)構(gòu)或閥座制造而變動(dòng)上調(diào)10%.如一個(gè)閥門不能正確計(jì)算Cv,通常將削弱在兩個(gè)方面之一的閥門性能：如果Cv對(duì)所需要的工藝而言太小,那么閥門本身或閥內(nèi)的閥芯尺寸不夠,會(huì)使工藝系統(tǒng)流量不夠.此外,由于閥門的節(jié)流會(huì)導(dǎo)致上游壓力增加,并在閥門導(dǎo)致上游泵或其他上游設(shè)備損壞之前產(chǎn)生高的背壓.尺寸不夠的Cv也會(huì)產(chǎn)生閥內(nèi)的較高阻力降,它將導(dǎo)致空穴現(xiàn)象或閃蒸.如果

2、Cv計(jì)算值比系統(tǒng)需要的過(guò)高,通常選用一個(gè)大的超過(guò)尺寸的閥門.顯然,一個(gè)大尺寸閥門的造價(jià)、尺寸及重量是主要的缺點(diǎn).除此之外,如果閥門是節(jié)流操作,限制問(wèn)題明顯會(huì)發(fā)生.通常閉合元件,如旋塞或閥盤,正位于閥座之外,它有可能產(chǎn)生高壓力降和較快流速而產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象及閃蒸,或閥芯零件的磨損.此外,如果閉合元件在閥座上閉合而操作器又不能夠限制在該位置,它將被吸入到閥座.這種現(xiàn)象被稱為溶缸閉鎖效應(yīng).1.Cv的定義一個(gè)美國(guó)加侖3.8L的水在60F16C時(shí)流過(guò)閥門,在一分鐘內(nèi)產(chǎn)生1.0psi0.07bar的壓力降.2.Cv值的計(jì)算方法3.1液體3.11根本液體確定尺寸公式1當(dāng)PvPC=FL2P1-PV:一般流動(dòng)Cv=

3、QJ-SgP2)PPC：阻塞流動(dòng)當(dāng)Pvv0.5P1時(shí)2PC=FL(P1-Pv)當(dāng)Pv0.5P1時(shí)CV=Q.SgPC式中Cv閥門流動(dòng)系數(shù)；Q流量,gal/min;Sg流體比重流動(dòng)溫度時(shí)P壓力Bp,psiaPC-阻塞壓力降psiaFL壓力恢復(fù)系數(shù)見(jiàn)表1PC=FL2P-(0.96-0.28P1上游壓力psiaPv液體的蒸氣壓(入口溫度處)psiaPc液體臨界壓力psia見(jiàn)表2表1:典型 FL系數(shù)調(diào)節(jié)閥形式流向FL值單座調(diào)節(jié)閥柱塞形閥芯0.90流閉0.80“V形閥芯任意流向0.90套筒形閥芯0.90流閉0.80雙座調(diào)節(jié)閥柱塞形閥芯任意流向0.85“V形閥芯任意流向0.90角型調(diào)節(jié)閥柱塞形閥芯0.80流

4、閉0.90套筒形閥芯0.85流閉0.80文丘里形流閉0.50球閥P 型任意流向0.55“V型任意流向0.57蝶閥60全開(kāi)任意流向0.6890全開(kāi)任意流向0.55偏心旋轉(zhuǎn)閥0.85表2常用工藝流體的臨界壓力Pc液體臨界壓力(psia/bar)液體臨界壓力(psia/bar)氨氣1636.1/112.8異丁烷529.2/36.5僦707.0/48.8異丁烯529.2/36.5苯710.0/49.0煤油350.0/24.1丁烷551.2/38.0甲烷667.3/46.0CO1070.2/73.8氮492.4/33.9CO507.1/35.0一氧化二氮1051.1/72.5氯1117.2/77.0氧7

5、32.0/50.5道式熱載體A547.0/37.7將：823.2/56.8乙烷708.5/48.8丙烷615.9/42.5乙烯730.5/50.3丙烯670.3/46.2燃料油330.0/22.8冷凍劑11639.4/44.1汽油410.0/28.3冷凍劑12598.2/41.2氨32.9/2.3冷凍劑22749.7/51.7氫188.1/13.0海水3200.0/220.7HCI1205.4/83.1水3208.2/221.23.12參數(shù)來(lái)源1實(shí)際壓力降：定義為上游入口與下游出口之間的壓力差.P=P1-P2式中P-實(shí)際壓力降,psiaP1上游壓力閥門入口處,psiaP2下游壓力閥門出口處,p

6、sia2確定比重：流體比重Sg值應(yīng)該使用操作溫度和比重?cái)?shù)據(jù)參考表確定.3流量Q每分鐘流過(guò)閥門的流量數(shù)加侖,單位：gal/min4阻塞壓力降Pc:假定如果壓力降增加,那么流量將按比例增加.但是存在一個(gè)點(diǎn),此處進(jìn)一步增加壓力降將不改變閥門流率,這就是通常所稱的阻塞流量.Pc用來(lái)表示發(fā)生阻塞流率的理論點(diǎn).4壓力恢復(fù)系數(shù) FL：調(diào)節(jié)閥節(jié)流處由P1直接下降到P2,見(jiàn)圖示中需線所示.但實(shí)際上,壓力變化曲線如圖中實(shí)線所示,存在差壓力恢復(fù)的情況.不同結(jié)構(gòu)的閥,壓力恢復(fù)的情況不同.阻力越小的閥,恢復(fù)越厲害,越偏離原推導(dǎo)公式的壓力曲線,原公式計(jì)算的結(jié)果與實(shí)際誤差越大.因此,引入一個(gè)表示閥壓力恢復(fù)程度的系數(shù) FL來(lái)

7、對(duì)原公式進(jìn)行修正.圖 1 閥內(nèi)壓力恢復(fù)3.13Kv與Cv值的換算國(guó)內(nèi)的流量系數(shù)是用Kv表示,其定義為：當(dāng)調(diào)節(jié)閥全開(kāi),閥兩端壓差P為100KPa,流體重度r為1gf/cm3即常溫時(shí),每小時(shí)流經(jīng)調(diào)節(jié)閥的流量數(shù),以mf/h或t/h計(jì).由于Kv與Cv定義不同,試驗(yàn)所測(cè)得的數(shù)值不同,它們之間的換算關(guān)系：Cv=1.167Kv3.2氣體根本氣體確定尺寸公式1)PvPC=FL2(P1-PV)=66.6P=P1-P2=149.7-64=85.7PPc,為阻塞流動(dòng).第三步：采用阻塞流動(dòng)公式rv_cISg_Q5nI0.65qCV=Q=850=83.9PPc666.6例2以下操作條件用英制單位給出：氣體空氣溫度68F

8、氣體重度,Gg1上游溫度,P11314.7psia下游溫度,P21000psia流率,Q2000000scfh選用單座閥,流開(kāi)型.第一步：查表 FL=0.9PP1P2131471000第二步：=PIP2=13_L4i7_L000=0.230.5FL2=0.5*0.92=0.4,為一般流動(dòng).P1P11314.7第三步：采用一般流動(dòng)Cv值計(jì)算公式為阻塞流動(dòng).采用公式為:C 八P1Q=1178Cv_,2GgT1Cv=Q?j2GgT1_2000000?J2*1*(68460)1178-P1FL-1178.1314.7*0.9=46.64 .結(jié)語(yǔ)合理選擇閥門,必須正確選擇閥門尺寸,如果閥門尺寸太小,那么通過(guò)閥門的最大流量會(huì)受到限制并且將影響系統(tǒng)的功能.如果閥門尺寸過(guò)大,用戶必須承受安裝較大閥門的附加費(fèi)用.其他的主要缺點(diǎn)是整個(gè)流動(dòng)限制是在行程的前一半完成,意味著位置的很小變化將產(chǎn)生大的流量變化.此外由于調(diào)節(jié)發(fā)生在行程的前半部,當(dāng)調(diào)節(jié)元件操作接近閥座時(shí)流量限制是很困難的.當(dāng)產(chǎn)生希望的流動(dòng)特性和最大流量輸出時(shí),節(jié)流閥的理想狀態(tài)是使用全范圍行程.因此,我們必須正確計(jì)算閥門系數(shù)Cv值.單純的課本內(nèi)容,并不能滿