Cv值计算公式
在确定调节阀口径时,应根据已知的流体条件,先计算出所需要的Cv值(Kv值)然后在《调节阀体选型样本》中的额定Cv值表中选取合适的调节阀口径。作为zui普遍采用的Cv值计算公式是FCI所规定的。其具体内容如下:
- Cv值的定义
Cv值定义:阀处处于全开状态,两端压差为1磅/英寸2(0.07kgf/cm2)的条件下,60oF(15.6o)的清水,每分钟通过阀的美加仑数。B(Cv=1.17Kv Kv是我国调节阀流量系数的符号)
2、液体的Cv值计算公式
液体的Cv值计算公式是根据流体流过简单孔场合的理论流速(,其中V:孔部分的理论流速;r:流体的比重;△P:流体的压差)而推导出适合Cv值定义的计算公式。
(英制) (公制)
式中
Q:zui大流量 m2/hr Q:zui大流量 m2/hr
G:比重(水=1) G:比重(水=1)
P1:进口压力 kpa•A P1:进口压力 kgf/ cm2A
P2:出口压力 kpa•A P2:出口压力 kgf/ cm2A
注:P1和P2为zui大流量时的压力。上述Cv值计算公式中的流相为紊流,即雷诺数较大时的场合成立。但当诺数很小时,介质流相接近层流时进行修正。对于粘度在20mm2/S以上的液体,须按下列顺序进行粘度修正。(1mm2/S=1cst)
- 粘度修正
1)、不考虑粘度影响,用公式(1-)或(2-)求出Cv值。
2)、用公式(1-3),求出系数R。
3)、由公式(1-4)、(1-5)或从粘度影响,用这个修正系数曲线上,求出系数R相对应的Cv值的修正系数FR。
4)、用这个修正系数乘以*步求出的Cv值。
5)、然后从《调节阀选型样本》的Cv值表中,选取合适的调节阀口径。
R= 44000Q/………( 1-3)
Q:zui大流量 m2/hr
V:操作温度下液体动力粘度mm2/S
Cv1:未修正过的Cv
当R≤70时,其修正系数 当R>70时,其修正系数
FR=15.5/………( 1-4) FR=0.95+63.14/R………( 1-5)
- 内蒸修正
饱和温度或接近饱和温度的液体,当通过阀座时会出现压力降低,因而即使进口压力P1
在进口温度下的饱和压力Pv以上,但阀座后的出口局部有可能降低到Pv以下。这种场合,液体一部分被汽发,从而发生闪蒸现象,如按前面的液体计算公式进行Cv值计算,会造成阀的流量不足。因而必须按以下的方法进行计算。
(水的场合)
热力学认为:当饱和温度的热水或者接近饱和温度的热水经流阀缩流断面,压力会降低,调节阀流出来的水中会含有水蒸气。在这种流动条件下,液体流动的基本定律就不再是正确的。所以,计算调节阀口径的传统方法也就不适用。在这种情况下,要计算出正确的Cv值,应按下列步骤进行:
1、△T<2.8(5oF) △Pc=0.06×P1………( 1-6)
△T<2.8(5oF) △Pc=0.9×(P1-Pv)………( 1-7)
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(kgf/ cm2)
P1=进口压力 kgf/ cm2 Pv=进口温度下液体的饱和压力kgf/ cm2
2、当公式(1-6)或(1-7)计算出△Pc小于调节阀上的实际压差△P时,要用△Pc代替公式(1-1)或(1-2)中的△P。
(水以外的场合)
对于水以外的场合,有同水一样的“求临界压力降低的方法”和“求液体和气体混合比重的方法”两种。不论采用哪一种方法必须知道饱和压力、临界压力等数据,因此在计算中只限于上述数据明确的介质。一般采用的方法是求出闪蒸的比例,然后就液体、气体分别计算Cv值,再求出其和便是所要的Cv值。
气体重量比例(kg/kg) X=(i1-i2)/r2=Cp(T1-T2)/r2………( 1-8)
i1:进口温度压力T1下的比容(kj/kg)
i2:出口测压力P2的饱和温度压力下的比容(kj/kg)
i3:出口测压力P2的饱和温度压力下的蒸发潜热(kj/kg)
Cp:(T1+T2)/2下的介质
X:气体的重量比例
3、气体的Cv值计算公式
如果已知标准状态,即760mmHg(14.7psia)和15.6o(60oF)条件下的zui大流量,下列公式不需要经过修正,可直接计算。
(英制) (公制)
式中
Q:标准状态下zui大流量Nm2/h Q:标准状态下zui大流量Nm2/h
G:比重(空气=1) G:比重(空气=1)
T:流体温度oC T:流体温度oC
P1:进口压力kpa•A P1:进口压力kpa•A
P2:出口压力kpa•A P2:出口压力kpa•A
△P=P1-P2 kpa•A △P=P1-P2 kgf/ cm2
4、水蒸气的Cv值计算公式
(英制) (公制)
式中
W=zui大流量 kg/hr Q=zui大流量 kg/hr
P1=进口压力kpa•A P1=进口压力kpa•A
P2=出口压力kpa•A P2=出口压力kpa•A
K=1+(0.0013×过热温度oC) K=1+(0.0013×过热温度oC)
△P=P1-P2 kpa•A △P=P1-P2 kgf/ c
注:P1和P2为zui大流量时的压力!
过热温度:是进口侧压力(P1)下饱和温度(ts)和介质入口温度(T1)之差(T1-Ts)。
饱和蒸汽场合的过热温度为0。
5、其他蒸汽的Cv值计算公式
(英制) (公制)
式中
W=zui大流量 lb/h W=zui大流量 lb/h
V1=进口压力下蒸汽比容 ft3/lb V1=进口压力下蒸汽比容 cm3/g
V2=进口压力下蒸汽比容 ft3/lb V2=进口压力下蒸汽比容 cm3/g
P1=进口压力Psia P1=进口压力kgf/ cm2
P2=出口压力Psia P2=出口压力kgf/ cm2
△P=P1-P2 Psia △P=P1-P2 kgf/ cm2
注:1、P1和P2为zui大流量时的压力。
2、当P2<P1/2时,应用P1-P2代替△P,V2要用P1/2相对应的值。
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