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閱讀：196發(fā)布時間：2025-3-13
文章摘要： 決定調(diào)節(jié)閥口徑應(yīng)根據(jù)已知的流體條件，計算出必要的Cv值，然后再根據(jù)調(diào)節(jié)閥的額定Cv值，選取合適的調(diào)節(jié)閥口徑。......
決定調(diào)節(jié)閥口徑應(yīng)根據(jù)已知的流體條件，計算出必要的Cv值，然后再根據(jù)調(diào)節(jié)閥的額定Cv值，選取合適的調(diào)節(jié)閥口徑。
一、 Cv值計算公式
Cv值是用來表示調(diào)節(jié)閥的英制單位流量系數(shù).其定義是:閥處于全開狀態(tài)，兩端壓差為1磅/英寸2(7KPa)的條件下，60℃F(+15.6℃)的清水,每分鐘通過閥的美加侖數(shù)。
注：上述公式只適用于流體流動呈紊流狀態(tài)，或雷諾數(shù)大的場合，流體接近層流或雷諾數(shù)較小的場合，上述公式必須進(jìn)行粘度修正。粘度修正要按粘度修正曲線(雷諾數(shù)R的實(shí)測系數(shù)值)進(jìn)行修正。
二、表示調(diào)節(jié)閥流量系數(shù)的其它符號及定義
C——工程單位制(MKS制)的流量系數(shù)，在我國長期使用。其定義為溫度5-40℃的水，在1kgf/cm2(0.1MPa)壓降下，一小時流過調(diào)節(jié)閥的立方米數(shù).
Kv——國際單位制(SI制)的流量系數(shù)，其定義為:溫度5-40℃的水,在105Pa壓降下，每小時流過調(diào)節(jié)閥的立方米數(shù)。
注：
1、C、Cv、Kv之間的關(guān)系為：Cv=1.17C Kv=1.01C
2、我國調(diào)節(jié)閥流量系數(shù)將由C系數(shù)變?yōu)镵v系數(shù)。
3、IEC推薦公式中的符號C是作為各種運(yùn)算單位的流量系數(shù)的通用符號，不同運(yùn)算單位計算出的流量系數(shù)，用公式中的數(shù)字常數(shù)Ni來區(qū)別。因此，勿與我國長期使用的C值混淆。
三、粘度修正
液體粘度大于100SSU(賽波特秒)，或者大于20CST(厘斯)，計算所要求的Cv值應(yīng)按下列次序進(jìn)行粘度修正。
1、不考慮粘度影響，用公式(1)或(1')求出Cv。
2、用公式(A)和(B)或者用公式(A')和(B'),求出系數(shù)R。
3、從粘度修正曲線上，求出系數(shù)R相對應(yīng)的Cv的修正系數(shù)。
4、用這個修正系數(shù)乘以步求出的Cv。
5、然后，從Cv值一覽表上，選取合適的調(diào)節(jié)閥口徑。
四、系數(shù)R的計算公式
備注：液體粘度≥200SSU,使用公式(B)或(B')計算，粘度小于200SSU,請把SSU粘度單位換算成cst粘度單位，再用公式(A)或(A')計算。
五、閃蒸修正
熱力學(xué)認(rèn)為：當(dāng)飽和溫度的熱水或者接近飽和溫度的熱水，流經(jīng)調(diào)節(jié)閥節(jié)流口壓力會降低，調(diào)節(jié)閥出口處流出的水中可能會有水蒸氣。在這流動條件下，液體流動的基本定律就不再是正確的。所以，計算調(diào)節(jié)閥口徑的傳統(tǒng)方法也就不適用。
在這種情況下，要求出所要求的Cv值，應(yīng)按下列步驟進(jìn)行。
式中：
△T=在進(jìn)口壓力下的液體飽和溫度與進(jìn)口溫度之差
△Pc=計算流量用的允許壓差(kgf/cm2)
P1=進(jìn)口壓力(kgf/cm2 abs)
Ps=進(jìn)口溫度下液體的飽和壓力(kgf/cm2 abs)
(2)只有當(dāng)公式(C)或(D)計算出的△Pc小于調(diào)節(jié)閥上的實(shí)際壓差△P時，公式(1)或(1')必須用△Pc,而不準(zhǔn)用△P。
六、除水以外的其它液體
對于水以外的其它液體，雖然也可像水一樣采用，“臨界壓差法"或“液體氣體混合比重法"等，但這兩種方法必須已知液體的飽和壓力或臨界壓力數(shù)據(jù)。目前，僅局限于已知飽和壓力或臨界壓力的幾種液體才采用這兩種方法計算，其它液體一般不用這兩種方法。一般的計算方法是求出閃蒸的比率。然后分別計算出液體和氣體的Cv值，它們的之和作為計算結(jié)果。閃蒸的比率：
式中：i1—進(jìn)口(T1)下的焓(Kcal/kg)
i2—出口壓力P2的飽和溫度(T2)下的焓(Kca1/kg)
r2—出口壓力P2的飽和濕度(T2)下的潛熱(Kca1/kg)
Cp—的液體比熱，(Kca1/kg)
七、氣體計算公式
氣體計算公式是把液體計算公式的比重，經(jīng)過換算后得出的。這個比重是取進(jìn)口一側(cè)狀態(tài)下的比重呢，還是取出口一側(cè)狀態(tài)下的比重呢，還是取其兩者平均值呢?實(shí)驗(yàn)證明。取平均值的計算結(jié)果比較接近實(shí)驗(yàn)數(shù)值。所以最近普通采用比重平均值來計算Cv值。
另外，氣體在△P≥P1/2狀態(tài)時，氣體的流速達(dá)到音速，流量會達(dá)到飽和狀態(tài)。壓差在增大，流量也不會增加了。因此應(yīng)分 △P＜P1／2和△P≥P2／2兩種情況加以討論。
Q：流量(在760mmHgabs,15.6℃條件下)
G：比重(空氣=1)
T：流體溫度(℃ )
P1：進(jìn)口壓力(kgf/cm2abs)
P2：出口壓力(kgf/cm2abs)
△P=P1-P2(kgf/cm2abs)
式中：
Q：流量(ft3/h)(在14.7psi abs, 60F條件下)
G：比重(空氣=1)
T：流體溫度(°F )
P1：進(jìn)口壓力(1bs/in2abs)
P2：出口壓力(1bs/in2abs)
△P=P1-P2
(注：P1和P2為流量時的壓力)
八、水蒸氣計算公式
它與氣體一樣，也應(yīng)分兩種情況加以討論。
(注：P1和P2為流量時的壓力)
九、其它蒸氣計算公式
其它蒸氣的計算公式，同水蒸氣的計算，可得到
(注：P1和P2為流量時的壓力)
十、公稱通徑的選擇
調(diào)節(jié)閥公稱通徑選擇，是由Cv值、可調(diào)范圍，以及調(diào)節(jié)閥有足夠的調(diào)節(jié)余量，這幾個因素來決定的。
Cv值和最小Cv值是分別在流量和最小流量條件計算出的二個數(shù)值。
1、Cv值
鑒于額定Cv值有±20%、-10%的調(diào)節(jié)誤差，建議等百分比閥在90-95%開度內(nèi)的值作為Cv值，線性調(diào)節(jié)閥在80～90%開度內(nèi)的值作為Cv值。
2、常用Cv值
常在低開度下工作，閥芯易于磨損，再從控制性能上考慮，希望閥在50～80%開度范圍工作。
3、最小Cv值
閥的最小Cv值應(yīng)在固有的可調(diào)范圍之內(nèi)，實(shí)際上大多數(shù)調(diào)節(jié)閥控制流體時，開度變化、閥上壓差也相應(yīng)變化。開度與流量之間的固定流量特性，變成了實(shí)際的流量特性，可調(diào)范圍也變小了。閥達(dá)到最小Cv值時，希望閥在10～20%開度上工作，如果要使閥在更小的開度范圍內(nèi)工作，應(yīng)選擇可調(diào)范圍較小的調(diào)節(jié)閥，或者改用一臺大，一臺小的切換閥，用這二臺閥分程控制流量。
十一、縮小閥孔
單座閥、雙座閥及角閥等調(diào)節(jié)閥，同一個公稱通徑，設(shè)計了幾組不同的縮小閥孔，它的流量系數(shù)比原來的額定值小一檔或小二檔，籠式閥只要更換套筒就可以做到這一點(diǎn)，蝶閥、三通閥、隔膜閥等沒有縮小閥孔的規(guī)格。
縮小閥孔的調(diào)節(jié)閥用于下列場合：
(1)從機(jī)械強(qiáng)度上考慮，(管道應(yīng)用引起)必須選用大尺寸的閥體。
(2)閥的流量系數(shù)今后有可能加大。
(3)降低大壓差產(chǎn)生的噪音，或者增加閥體各部分的強(qiáng)度。
(4)漸縮管成本太高。
(5)閥體受閃蒸流體和高壓差流體、氣蝕破壞時，增大下流側(cè)流出截面積，可減輕氣蝕破壞。
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