流 通 能 力 计 算 调节阀的流通能力Kv值,是调节阀的重要参数,它反映流体通过调节阀的能力,也就是调节阀的容量。根据调节阀流通能力Kv值的计算,就可以 确定选择调节阀的口径。为了正确选择调节阀的尺寸,必须准确计算调节阀的额定流量系数Kv值。 调节阀额定流量系数的定义是:在规定条件下,即阀的两端压差为Pa,流体的密度为lg/, 额定行程时流经调节阀以/h或t/h的流量数。 1.一般液体的Kv值计算 a.非阻塞流 判别式:
计算公式: |
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式中:FL——压力恢复系数,查调节阀参数表。
FF——流体临界压力比系数�
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PV——阀入口温度下,介质的饱和蒸汽压(绝对压力),查不同物质的蒸气压、液氮的蒸气压、液氧的蒸气压、液氨的蒸气压、 水银的蒸气压、氨水溶液的蒸气压、二氧化碳的蒸气压。 PC——物质热力学临界压力,查气体的性质表、液体的性质表。 QL——液体流量。 ρ——液体密度。 P1——阀前压力(绝对压力)KPa。 P2——阀后压力(绝对压力)KPa。 b.阻塞流 判别式:
计算公式:
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式中:各字母含义及单位同前。 2.低雷诺数修正(高粘度液体KV值的计算) 液体粘度过高时,由于雷诺数下降,改变了流体的流动状态,在Re<2300时流体处于低速层流,这样按原来公式计算出的KV值, 误差较大,必须进行修正。此时计算公式为: 式中:ψ——粘度修正系数,由Re查图求得。 对于单座阀、套筒阀、角阀等只有一个流路的阀 对于双座阀、蝶阀等具有二个平行流路的阀 式中:K'v——不考虑粘度修正时计算的流通能力。 γ——流体运动粘度
雷诺数Re 粘度修正系数 |
3.气体的Kv值的计算: a.一般气体 当P2>0.5P1时, 当P2≤0.5P1时, 式中:Qg——标准状态下气体流量
(P1、P2为绝对压力)KPa
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△P=P1-P2
G——-气体比重(空气G=1) t——气体温度 ℃ b.高压气体(PN>10MPa) 当P2>0.5P1时, 当P2≤0.5P1时 式中:Z——气体压缩系数,可查GB2624-81《流量测量节流装置的设计安装和使用》。 4.蒸汽的KV值的计算 a.饱和蒸汽 当P2>0.5P1时, 当P2≤0.5P1时 式中:Gs——蒸汽流量Kg/h P1、P2含义及单位同前 K——蒸汽修正系数 部分蒸汽的K值如下: 水蒸汽K=19.4 甲烷、乙烷蒸汽K=37 氨蒸汽K=25 丙烷、丙烯蒸汽K=41.5 氟里昂11K=68.5 丁烷、异丁烷蒸汽K=43.5 b.过 热水蒸汽 当P2>0.5P1时, 当P2≤0.5P1时, 式中:△t——水蒸气过热度℃, Gs、P1.P2含义及单位同前。 5.两相流的KV值计算: 当介质为气液两相流时,一般采用分别计算液体和气体的KV值, 然后相加求取调节阀总KV值,这种方法是基于两种流体相互独立互不影响的观点, 但实际上随着液相和气相成分的变化,流体的状态趋向也不同,所以计算出Kv值的误差较大, 在实际使用中最常用的是湿蒸汽和含有水蒸气的水。下面介绍一种蒸汽与凝液混合液体KV值计算方法, 计算步骤为: ⑴ 根据混合介质中蒸汽和凝液含量,求出汽化液。 ⑵根据汽化率及进口压力 P1从图中查得修正系数Ks。 ⑶将已知流量除以Ks得到相应的蒸汽流量作为计算流量。 ⑷应用蒸汽的KV值计算公式求出KV值。 6.口径选择步骤: 根据过程,确定调节阀的口径,具体步骤为: ⑴首先根据生产能力和设备负荷计算最大流量Qmax和最小流量Qmin。 ⑵根据所选择的流量特性及系统特点选定S值,然后再根据压力分配和管路损失,确定最小压差△Pmin和最大压差△Pmax。 ⑶按流通能力计算公式,求得最大流量时的Kvs。 ⑷根据Kvs在所选产品型式的标准,选取大于Kvs并接近的Kv值。 ⑸根据选定的Kv值和流量特性,验证调节阀的开度,要求开度在10%与90%之间。 ⑹计算R,验算可调比。 ⑺各项验证合格后,根据Kv值确定调节阀的口径。