产品选型样本Product Manual 调节阀的选型和计算参考资料

　　调节阀口径和Cv值计算

　　决定调节阀口径应根据已知的流体条件，计算出必要的Cv值，然后再根据调节阀的额定Cv值，选取合适的调节阀口径。

　　Cv值计算公式

　　Cv值是用来表示调节阀的英制单位流量系数.其定义是:阀处于全开状态，两端压差为1磅/英寸2

　　(7KPa)的条件下，60℃F(+15.6℃)的清水,每分钟通过阀的美加仑数。

　　液体 (英制)

　　(公制)

　　Cv=Q

　　2

　　1PPG

　　

　　Cv=1.17Q

　　21PPG

　　

　　=Q

　　2

　　PG

　　△„„(1) =1.17Q

　　P

　　G

　　△„„(1') 式中

　　Q=*大流量 gpm(美加仑/分) Q=*大流量 m3/h G=比重(水=1) G=比重(水=1) P1=进口压力 Psia(*大流量时) P1=进口压力 kgf/cm2(*大流量时) P2=出口压力 Psia(*大流量时) P2=出口压力 kgf/cm2(*大流量时) P=P1-P2 注：上述公式只适用于流体流动呈紊流状态，或雷诺数大的场合，流体接近层流或雷诺数较小的场合，上述公式必须进行粘度修正。粘度修正要按粘度修正曲线(雷诺数R的实测系数值)进行修正。

　　表示调节阀流量系数的其它符号及定义

　　C——工程单位制(MKS制)的流量系数，在我国长期使用。其定义为温度5-40℃的水，在1kgf/cm2(0.1MPa)压降下，一小时流过调节阀的立方米数.

　　Kv——国际单位制(SI制)的流量系数，其定义为:温度5-40℃的水,在105Pa压降下，每小时流过调节阀的立方米数。

　　注：1.C、Cv、Kv之间的关系为：

　　Cv=1.17C Kv=1.01C

　　2、我国调节阀流量系数将由C系数变为Kv系数。

　　3、IEC推荐公式中的符号C是作为各种运算单位的流量系数的通用符号，不同运算单位计算出的流量系数，用公式中的数字常数Ni来区别。因此，勿与我国长期使用的C值混淆。

　　粘度修正

　　液体粘度大于100SSU(赛波特秒)，或者大于20CST(厘斯)，计算所要求的Cv值应按下列次序进行粘度修正。

　　1、不考虑粘度影响，用公式(1)或(1')求出Cv。

　　2、用公式(A)和(B)或者用公式(A')和(B'),求出系数R。

　　3、从粘度修正曲线上，求出系数R相对应的Cv的修正系数。 4、用这个修正系数乘以**步求出的Cv。

　　5、然后，从Cv值一览表上，选取合适的调节阀口径。

　　系数R的计算公式

　　(英制)

　　(公制)

　　R=

　　Mcs

　　CvQ·10000„„(A)

　　R=

　　McsCvQ·44000„„(A')

　　R=

　　Mssu

　　CvQ·46500„„(B) R=Mssu

　　CvQ·204600„„(B')

　　式中

　　Q=*大流量 gpm Q=*大流量 m3/h

　　Mcs=进口温度下液体运动粘度系数cst Cv=***过的Cv

　　Mssu=进口温度下液体粘度SSU(赛波特秒)

　　备注：液体粘度≥200SSU,使用公式(B)或(B')计算，粘度小于200SSU,请把SSU粘度单位换算成cst粘

　　度单位，再用公式(A)或(A')计算。

　　闪蒸修正

　　热力学认为：当饱和温度的热水或者接近饱和温度的热水，流经调节阀节流口压力会降低，调节阀出口处流出的水中可能会有水蒸气。在这流动条件下，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，要求出所要求的Cv值，应按下列步骤进行。

　　(1)△T<2.8 ℃(5°F) △Pc=0.06 ×P1......(C)

　　△T>2.8 ℃(5°F)

　　△Pc=0.9(P1-Ps)......(D) 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 abs) Ps=进口温度下液体的**饱和压力 (kgf/cm2 abs)

　　(2)只有当公式(C)或(D)计算出的△Pc小于调节阀上的实际压差△P时，公式(1)或(1')必须用△Pc,而不准用△P。

　　气体计算公式

　　气体计算公式是把液体计算公式的比重，经过换算后得出的。这个比重是取进口一侧状态下的比重呢，还是取出口一侧状态下的比重呢，还是取其两者平均值呢?实验证明。取平均值的计算结果比较接近实验数值。所以*近普通采用比重平均值来计算Cv值。

　　另外，气体在△P≥P1/2状态时，气体的流速达到音速，流量会达到饱和状态。压差在增大，流量也不会增加了。因此应分△P〈P1/2和△P≥P2/2两种情况加以讨论。

　　1.△P<

　　2

　　1P 2.△P≥

　　2

　　1

　　P 时 Cv=

　　963

　　Q)

　　PPPTG21()

　　460( Cv=1835)460(PTGQ

　　式中：Q:*大流量(ft3/h)(在14.7psi abs, 60F条件下)

　　G: 比重(空气=1) T:流体温度(°F )

　　P1:进口**压力(1bs/in2

　　abs) P2:出口**压力(1bs/in2abs) △P=P1-P2

　　(注：P1和P2为*大流量时的压力)

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　　水蒸气计算公式

　　它与气体一样，也应分两种情况加以讨论。

　　1.△P<2

　　1

　　P

　　Cv=

　　)

　　21(12.1PPPWK

　　

　　2.△P≥2

　　1

　　P

　　Cv≥1

　　84.1PWK

　　式中：W:*大流量(1bs/hr) P1*: 进口**压力(1bs/in2abs) P2*: 进口**压力(1bs/in2abs) K: 1+(0.0007×过热温度°F) △P=P1-P2(1bs/in2

　　)

　　(注：P1和P2为*大流量时的压力)

　　其它蒸气计算公式

　　其它蒸气的计算公式，同水蒸气的计算，可得到

　　Cv=

　　6.89WP

　　VV2

　　1 Cv=

　　1210WP

　　VV2

　　1 注：当P2<

　　21P时应用21P代替△P，V2应用2

　　1

　　P相对应的值。 式中：W：*大流量(1bs/hr)

　　V1：在进口压力P1下蒸气比容(ft3/1bs at P1)

　　V2：在出口压力P2下蒸气比容(ft3/1bs at P2)

　　P1*：进口**压力(1bs/in2abs)

　　P2*：进口**压力(1bs/in2abs)

　　△P=P1-P2(1bs/in2)

　　(注：P1和P2为*大流量时的压力)

　　公称通径的选择：

　　调节阀公称通径选择，是由*大Cv值、可调范围，以及调节阀有足够的调节余量，这几个因素来决

　　定的。

　　*大Cv值和*小Cv值是分别在*大流量和*小流量条件计算出的二个数值。

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　　1、*大Cv值

　　鉴于额定Cv值有±20%、-10%的调节误差，建议等百分比阀在90-95%开度内的值作为*大Cv值，线性调节阀在80～90%开度内的值作为*大Cv值。

　　2、常用Cv值

　　常在低开度下工作，阀芯易于磨损，再从控制性能上考虑，希望阀在50～80%开度范围工作。

　　3、*小Cv值

　　阀的*小Cv值应在固有的可调范围之内，实际上大多数调节阀控制流体时，开度变化、阀上压差也相应变化。开度与流量之间的固定流量特性，变成了实际的流量特性，可调范围也变小了。阀达到*小Cv值时，希望阀在10～20%开度上工作，如果要使阀在更小的开度范围内工作，应选择可调范围较小的调节阀，或者改用一台大，一台小的切换阀，用这二台阀分程控制流量。

　　缩小阀孔

　　单座阀、双座阀及角阀等调节阀，同一个公称通径，设计了几组不同的缩小阀孔，它的流量系数比原来的额定值小一档或小二档，笼式阀只要更换套筒就可以做到这一点，蝶阀、三通阀、隔膜阀等没有缩小阀孔的规格。

　　缩小阀孔的调节阀用于下列场合：

　　(1)从机械强度上考虑，(管道应用引起)必须选用大尺寸的阀体。 (2)阀的流量系数今后有可能加大。

　　(3)降低大压差产生的噪音，或者增加阀体各部分的强度。 (4)渐缩管成本太高

　　(5)阀体受闪蒸流体和高压差流体、气蚀破坏时，增大下流侧流出截面积，可减轻气蚀破坏3002