阀门系数Cv的确定

1、阀门系数Cv值确实定概述：通常测定阀门的方法是阀门系数Cv,它也被称为|流动系数卜当为特殊工况选择阀门时,使用阀门系数确定阀门尺寸,该阀门可在工艺流体稳定的限制下,能够通过所需要的流量.阀门制造商通常公布各种类型阀门的Cv值,它是近似值,并能根据管线结构或阀座制造而变动上调10%.如一个阀门不能正确计算Cv,通常将削弱在两个方面之一的阀门性能：如果Cv对所需要的工艺而言太小,那么阀门本身或阀内的阀芯尺寸不够,会使工艺系统流量不够.此外,由于阀门的节流会导致上游压力增加,并在阀门导致上游泵或其他上游设备损坏之前产生高的背压.尺寸不够的Cv也会产生阀内的较高阻力降,它将导致空穴现象或闪蒸.如果Cv

2、计算值比系统需要的过高,通常选用一个大的超过尺寸的阀门.显然,一个大尺寸阀门的造价、尺寸及重量是主要的缺点.除此之外,如果阀门是节流操作,限制问题明显会发生.通常闭合元件,如旋塞或阀盘,正位于阀座之外,它有可能产生高压力降和较快流速而产生气穴现象及闪蒸,或阀芯零件的磨损.此外,如果闭合元件在阀座上闭合而操作器又不能够限制在该位置,它将被吸入到阀座.这种现象被称为溶缸闭锁效应.1. Cv的定义一个美国加仑3.8L的水在60F16C时流过阀门,在一分钟内产生1.0psi0.07bar的压力降.2. Cv值的计算方法3.1 液体3.11 根本液体确定尺寸公式1当APvAPc=Fl2P1-Pv:一般流

3、动2)P-：Pc：阻塞流动当Pvv0.5P1时Pc=Fl2(P1-Pv)当Pv岂0.5P1时Pc=Fl2P-(0.96-0.28Cv=Q式中Cv阀门流动系数；Q流量,gal/min；Sg流体比重流动温度时PP-压力BpsiaPc-阻塞压力降psiaFl压力恢复系数见表1P1上游压力psiaPv液体的蒸气压入口温度处psiaPc液体临界压力psia见表2表1:典型FL系数调节阀形式流向Fl值单座调节阀柱塞形阀芯0.90流闭0.80“V形阀芯任意流向0.90套筒形阀芯0.90流闭0.80双座调节阀柱塞形阀芯任意流向0.85“V形阀芯任意流向0.90角型调节阀柱塞形阀芯0.80流闭0.90套筒形阀芯

4、0.85流闭0.80文丘里形流闭0.50球阀“O型任意流向0.55“V型任意流向0.57蝶阀60全开任意流向0.6890全开任意流向0.55偏心旋转阀0.85表2常用工艺流体的临界压力Pc液体临界压力psia/bar液体临界压力psia/bar氨气1636.1/112.8P异丁烷529.2/36.5僦707.0/48.8异丁烯529.2/36.5苯710.0/49.0煤油350.0/24.1丁烷551.2/38.0r甲烷667.3/46.0CO21070.2/73.8氮492.4/33.9CO507.1/35.0一氧化二氮1051.1/72.5氯1117.2/77.0氧732.0/50.5道式

5、热载体A547.0/37.7r苛823.2/56.8乙烷708.5/48.8丙烷615.9/42.5乙烯730.5/50.3丙烯670.3/46.2燃料油330.0/22.8冷冻剂11639.4/44.1汽油410.0/28.3冷冻剂12598.2/41.2氨32.9/2.3冷冻剂22749.7/51.7氢188.1/13.0海水3200.0/220.7HCI1205.4/83.1水3208.2/221.23.12参数来源1实际压力降：定义为上游入口与下游出口之间的压力差.P=P1-P2式中AP实际压力降,psiaP1上游压力阀门入口处,psiaP2下游压力阀门出口处,psia2确定比重：流体

6、比重Sg值应该使用操作温度和比重数据参考表确定.3流量Q:每分钟流过阀门的流量数加仑,单位：gal/min4阻塞压力降Pc:假定如果压力降增加,那么流量将按比例增加.但是存在一个点,此处进一步增加压力降将不改变阀门流率,这就是通常所称的阻塞流量.APc用来表示发生阻塞流率的理论点.4压力恢复系数Fl：调节阀节流处由P1直接下降到P2,见图示中需线所示.但实际上,压力变化曲线如图中实线所示,存在差压力恢复的情况.不同结构的阀,压力恢复的情况不同.阻力越小的阀,恢复越厉害,越偏离原推导公式的压力曲线,原公式计算的结果与实际误差越大.因此,引入一个表示阀压力恢复程度的系数Fl来对原公式进行修正.图1

7、阀内压力恢复3.13Kv与Cv值的换算国内的流量系数是用Kv表示,其定义为：当调节阀全开,阀两端压差AP为100KPa,流体重度r为1gf/cm3即常温时,每小时流经调节阀的流量数,以m3/h或t/h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=1.167Kv3.2气体根本气体确定尺寸公式P1) 一0.5Fl2:一般流动P1PP1P2Q=1360CvGgT12Cv=嬴誓Yp4p2P2一2) 之0.5Fl2：阻塞流动P1P11Q=1178Cv-2GgT1FLQ、2GgT1Cv=*Fl1178P1式中：q气体流,scfhCv确定阀门尺寸系数Gg比重或气体与标准状态下空

8、气的比值T1绝对上游温度(R=F+460)P1上游压力psiaP2下游压力psiaFl压力恢复系数见表13.3公式计算步骤第一步：根据条件查参数：Fl、Pc第二步：决定流动状态.液体：(1)判别Pv是大于还是小于0.5P1;(2)由(1)采用相应的APc公式：(3)APAPc为一般流动：AP之APc为阻塞流动.气体：Pv.：Pc=Fl2(P1-Pv)=66.6:P=P1-P2=149.7-64=85.7PAPc,为阻塞流动.第三步：采用阻塞流动公式Cv=Q-SPc0.65=850-=83.9,66.6例2以下操作条件用英制单位给出：气体空气温度68F气体重度,Gg1上游温度,P11314.7p

9、sia下游温度,P21000psia流率,Q2000000scfh选用单座阀,流开型.第一步：查表Fl=0.9的一止PP1-P21314.7-100022,工第一步：=0.230.5Fl=0.5*0.9=0.4,为一般流动.P1P11314.7第三步：采用一般流动Cv值计算公式Q=1360CvP1P2,GgT1QGgT12Cv=1360.二P.P1P220000001*684602i1360.1314.7-1000.1314.71000=56例3在例2根底上,改P2=99.7psiaPP11314.7-99.71314.7=0.92-0.5Fl2=0.5*0.92=0.4二为阻塞流动.采用公式为:P11Q=1178Cv.2GgT1FLQ2GgT12000000.2*1*(68460)Cv=1178P1FL11781314,7*0.9=46.64.结语合理选择阀门,必须正确选择阀门尺寸,如果阀门尺寸太小,那么通过阀门的最大流量会受到限制并且将影响系统的功能.如果阀门尺寸过大,用户必须承受安