流量系数CV值的来历与计算方法

1、调节阀流虽系数 CV值的来历与计算方法 液流: 在此：Q =液流量（每分钟加仑数） P =通过的压降（psi） S =介质的具体重 这个方程式适用于湍流和粘性接近于水的液体。 （Cv是指介质温度为 60 o F的水，通过阀门产生 1.0 psi压降时的每分钟流量。）（这时 水的具体重力是 1。） 1915 年美国的 FISHER GOVERNED 司按设计条件积累了图表，按图表先定口径。 由于用这个方法调节阀的费用减少了， 电动调节阀的寿命延长了， 因此当时得到了好评。 但 是按选定的口径比现在计算出来的还大些。 后来按选定法对液体， 气体，蒸汽及各种形式的 气动调节阀进行了进一步的算法研究。

2、 直到 1930 年美国的 FOXBORO司 ROLPHRJOKWEL却 DR.E.MASON 对以下的 V 型（等百 分 比 ） 球 阀 ， 最 初 使 用 CV 值 ， 并 发 表 了 CV 计 算 公 式 。 1944 年 美 国 的 MASON NELLANREGULATO/司把 ROKWELL和 MAXON 合并为 MASON- NEILAN ,发表了 V 计 算公式。1945 年美国的 SONALD EKMAN司发表了和 MASON NELLAN 差不多的公式， 但对流通面积和流量系数相对关系展开研究工作。 1962 年美国的 FI （ FLUID ONTROLS INSTITUT

3、E） 发表了 FCI 58-2 流量测 定方法，并发表了调节阀口径计算。 迄今还在使用的 CV计算式，但同 FCI 62-1。1960 年 西德的VDI/VDE也发表了 KV 计算式，但同 FCI62-1 相同，仅仅是单位改为公制。 19661969 年日本机械学会关于调节阀基础调查分会对定义瘩的口径计算， 规格书，使用方 法进行调查研究。但到现在还未结束。 1977 年美国的 ISA （ INSTRUMENT SOCIETY OF AMERICA）发表了标准 S39 。 1 “关于压缩流体的计算”公式。 19771978 美国的 ANSI/ISA 标准,S75.01 于 1979 年 5 月

4、 15 日发表了 NO0046-79, 为工程服务的报 告。 调节并流通能力的计算，各仪表厂目前采用 FCI推荐的 C V 值计算公式如表 1 公式压力条件计算式 P PA P 1 /2 液体同左 气体常温 （060 C ） 温度修正 （60 C） 蒸汽饱和 过热 表中各式对一般的使用场合可以满足。 但对于高压差，高粘度接近饱和状态的液体等场 合，尤其是蝶阀，球阀等低压力恢复系数的阀，误差就很大了，必须进行修正。 80 年日本 个别公司已开始用下列系数进行修正。 空化系数：当液体通过调节阀时，在缩流部压力低 于阀入口温度下的饱和蒸汽压力 PV 时，一部分液体迅速气化使通过调节阀的液体成为气 液

5、两相流的现象学称为闪蒸。缩流部后液体的压力表逐渐恢复，混杂在液体中的气泡破碎， 在气泡破碎时造成压力升高，压力有时高达数千 kgf/cm 2 ,在这种局部高压的作用会使阀 芯表面的金属剥落而导致损坏，此种现象称为空化。 在发生上述现象时，当阀进口压差 D R = R 1-P2 增加到一定数值后，通过阀的流量将 不随着压差增加而增加产生阻塞流( CHOKOD FLOW，如图 1 所示。此时表 1 中的公式 就不适用了，必须修正。即不能单纯用 P=P1 -P2 来计算调节阀的流通能力，而必须使流 体在阀缩流部的压力不低于 PV。由于各种调节阀的压力恢复系数是不一样的，由图 2 可 见，蝶阀，球阀等

6、高压力恢复的调节瘩更易产生内蒸和空化。 不同的调节阀形式具有不同的压力恢复系数， 而压力恢复系数直接影响产生闪蒸、 空化 的难易程度，因此引入空化系数 KC。P 1 -一阀入口压力；P 2 一阀出口压力； P V 一 饱和蒸气压力； DRCV 缩流部差压； D R = R 1- R 2 KC 定义为： KCW P/ P O =(P 1 P 2 )/(P 1 P V ) KC 数值是调节阀本身结构决定的，反映了该阀压力恢复的高低 ，由于 D R =KC - D R 0 即 P 1 P 2 =KC(P 1 -P V )通过 KC 可求出使缩流部压力低于 P V 时(即不产生空化) 的最大允许阀压降

7、 D RCRI，即 PCri= P 1 P 2 =KC(P 1 -P V )流景系数Kv Cv 转自 http:/ + http:/ 转自 http:/ 调节阀同孔板一样，是一个局部阻力元件。前者，由丁节流面积可以由阀芯的移 动来改变，因此是一个可变的节流元件；后者只不过孔径不能改变而已。可是， 我们把调节阀模拟成孔板节流形式，见图 2-1。对不可压流体，代入伯努利方 程为： 命昭咽成 图 2-1 调节阀节流模拟 再根据连续方程AV,与上面公式连解可得: 这就是调节阀的流量方程，推导中代号及单位为： V1 、V2 节流前后速度； V 平均流速； P1 、P2 节流前后压力，100KPa； A

8、节流面积，cM; Q 流量，流量，cmi / S; E阻力系数； r - 重度，Kgf / cmi ； g - 加速度，g = 981cm/s 2 ； 如果将上述 Q P1、P2、r采用工程单位，即：Q m/ h; P1、P2 100KPa； r - gf/cm j。于是公式（2）变为： (2) (3) 这就是流量系数 Kv 的来历。 从流量系数 Kv 的来历及含义中，我们可以推论出: (2) 用 Kv 公式可求阀的阻力系数 E = (5.04A/Kv) X ( 5.04A/Kv ); （3）好立 1/7?，可见阀阻力越大 Kv 值越小; 为m二护 （4） 4 ;所以，口径越大 Kv 越大 在

9、前面不可压流体的流量方程 （3）中，令流量Q的系数5.04压 流量系数；另一方面，从公式（4）中知道：KvxQ，即 Kv的大小反映调节阀流量 的大小。流量系数 Kv国内习惯称为流通能力，现新国际已改称为流量系数。 2.1流量系数定义 对不可压流体，Kv是Q AP的函数。不同 P、r时Kv值不同。为反映不同调节 阀结构，不同口径流量系数的大小，需要跟调节阀统一一个试验条 件，在相同试验条 件下，Kv的大小就反映了该调节阀的流量系数的大小。于是调节阀流量系数 Kv的定义 为：当调节阀全开，阀两端压差为100KP6流 体重度r为lgf/cm ；（即常温水）时, 每小时流经调节阀的流量数（因为此时 E

10、Qjr/AP“而=1 ），以m/h或t / h计。 例如：有一台Kv = 50的调节阀，则表示当阀两端压差为 100KPa时，每小时的水 量是50m /ho 2.2 Kv与Cv值的换算 国外，流量系数常以Cv表示，其定义的条件与国内不同。 Cv的定义为：当调节阀 全开，阀两端压差为1磅/英寸2,介质为60 F清水时每分钟流经调节阀的流量 数，以加仑/分计。 由于Kv与Cv定义不同，试验所测得的数值不同，它们之间的换算关系 :Cv = 再令流量 Q 的系数 5 保压 为 Kv,即：Kv = 5.04 洲 (4) （1） Kv值有两个表达式: Kv = 为Kv,故Kv称 Q 1.167Kv (5) 2.3推论 从定义中我们可以明确在应用中需要注意的两个问题： (1 )流量系数Kv不完全表示为阀的流量， 唯一在当介质为常温水， 压差为100KPa