阀门流量系数的速算方法
调节阀的流量系数及其计算祥解
调节阀的流量系数及其计算祥解调节阀是一种广泛应用于工业控制系统中的装置，用于控制流体的流量。
流量系数是衡量调节阀阀门开度和流量之间关系的重要参数之一、本文将介绍流量系数的概念以及计算方法，并且探讨其在调节阀设计和应用中的重要性。
1.流量系数的概念流量系数是调节阀阀内流体流过能力的量化指标。
它表示单位时间内通过调节阀的流体量与单位压差之间的关系。
流量系数通常使用字母Cv 或Kv表示。
Cv是美国的单位用来表示英制单位下的流量系数，而Kv是国际标准的单位用来表示公制单位下的流量系数。
在没有压降时，流量系数可以定义为机构全开时单位时间内通过调节阀的流体体积。
通常以单位时间内通过调节阀的标准流量为基准，标准流量一般采用油气标准体积或者水标准体积。
因此，流量系数可以简单地表示为流体在标准条件下通过调节阀的体积流率。
2.流量系数的计算方法流量系数可以通过实验测量或使用公式计算得到。
其中，公式计算的方式被广泛应用于调节阀设计和选择中。
英制单位下的流量系数可以使用以下公式计算：Cv=Q/√(∆P/SG)其中，Cv表示流量系数，Q表示单位时间内通过调节阀的流体体积，∆P表示流体通过调节阀时的压差，SG表示流体的比重。
公制单位下的流量系数可以使用以下公式计算：Kv=Q/√(∆P/ρ)其中，Kv表示流量系数，Q表示单位时间内通过调节阀的流体体积，∆P表示流体通过调节阀时的压差，ρ表示流体的密度。
3.流量系数的影响因素流量系数受多种因素的影响，包括调节阀的结构形式、阀门开度、流体属性等。
下面简要介绍几个主要影响因素：(1)调节阀的结构形式：不同结构形式的调节阀阀门开度与流量的关系不同，因此流量系数也会受到结构形式的影响。
(2)阀门开度：调节阀的阀门开度会影响流体的流过能力，开度越大，流量系数越大。
(3)流体属性：不同流体的密度和粘度不同，因此流体属性也会对流量系数产生影响。
密度越大，流动的阻力越大，流量系数越小。
4.流量系数的应用流量系数是调节阀选型和调节性能评估的重要参数。
5 阀口流量公式及流量系数
二、阀口流量公式及流量系数
２.锥阀的过流面积及流量系数
锥阀的过流面积:
x （ sin 2α） A = π d m x sin α 1 − 2d m 一般，x远小于d m ， 则 A = π d m x sin α
锥阀的流量系数:
Cq= 0．77~0．82
二、阀口流量公式及流量系数 液压阀阀口的压力流量特性： 在一定的压差作用下，流经阀 口的流量可由压差流量方程来得 ห้องสมุดไป่ตู้：
q = Cq A
2∆p
ρ
二、阀口流量公式及流量系数
1、滑阀的过流面积及流量系数 A = π d x2 + ∆2 通流截面A： （理想滑阀：∆ = 0，A = π dx） 孔口为全周长时： 孔口为部分周长时：过流面积要根据不 同的孔口（圆形、方形、弓形、三角形、阶 梯形等）形状具体计算。 滑阀的流量系数： 流量系数与雷诺数有关，当Re＞260时， Cq为常数，锐边阀口Cq= 0．6~0．65；有 圆角或很小的倒角Cq= 0．８~0．９
调节阀的流量系数及其计算
综合上述三式（4－1），（4－2），（4－3），可得 调节阀的流量方程式为：
Q A 2 P1 P2
（4－4）
若上述方程式各项系数采用如下单位： A－㎝2 ； ρ－g/ ㎝2 (即 10－5N·s2/ ㎝4 )； ΔP－100KPa（ 10N/ ㎝2 ）；
P1，P2－ 100KPa（ 10N/ ㎝2 ）；
即
KV'
KV FR
（4－17）
式中 KV' －修正后的流量系数； KV－紊流条件时，按（4－13）－（4－16）计算
的流量系数；
FR－雷诺数修正系数，可按雷诺数Re大小从图中 查出。
雷诺数可以根据阀的结构和粘度等因素由下列公 式求得：
a.对具有两个平行流路的 调节阀，如直通双座阀、 蝶阀、偏心旋转阀等雷诺数为：
只能把开始产生阻塞流时的阀压降 P 作为计算用压 降。
对于不可压缩液体，它产生阻塞流时， PVC值与液体介 质的物理性质有关。
即 式中
PVC ＝FF·PV
（4－10）
PV －液体的饱和蒸汽压力
FF －液体的临界压力比系数
FF值可用下式计算：（也可以从图中查出）
FF 0.96 0.28 PV PC (4-11)
Re 49490 QL
KV
（4－18）
b.对只有一个流路的调节阀，如直通单座阀、 套筒阀、球阀、角阀、隔膜阀等，雷诺数为：
Re 70700 QL （4－19）
kV
式中 ν－流体在流动温度下的运动粘度，mm2/s。 2.可压缩流体 ⑴非阻塞流
公式当为：X＜FkXT时，采用法定计量单位制，则计算
KV
P2－调节阀阀后的压力
ρ－流体密度
g－重力加速度
阀门流量计算方法
200 1.46 1.61 1.68 1.77 1.85 1.95 2.00 2.07
300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1600 1800 2000 2500 3000 4000 5000 6000
1.21 1.30 1.38 1.46 1.52 1.60 1.65 1.71
公式1 FORMULA 1 流速：磅/小时(蒸汽或水) FLOW RATE LBS/HR (Steam or Water)
在此： Where:
dp = 压降，单位：PSI dp = pressure drop in PSI
F = 流速，单位：磅/小时 F = flow rate in lbs./hr.
例子 EXAMPLE 1. 通过DN350, 压力等级Class 900的压力密封闸阀，水温 400oF，压力为1500 PSIG，流速为5,000,000磅/小时的压降 是多少？ What is the pressure drop through a 14" Class 900 pressure seal gate valve with 400oF water, 1500 PSIG, and 5,000,000
F = 500,000 = 0.785 (来自900oF, 1200 PSIG蒸汽表) = 0.785 (from chart for steam at 900oF, 1200 PSIG) =
= 2.24
最接近的、较大的Cv是DN250压力等级Class 2500闸阀，其Cv是 3130。这里是压降小于5 PSIG的最小的阀门。 The closest higher Cv is a 10" Class 2500 gate with a Cv of 3130. This is the smallest valve with a pressure drop less than 5 PSIG.
调节阀流量系数计算
1、流量系数计算公式表示调节阀流量系数的符号有C、Cv、Kv等，它们运算单位不同，定义也有不同。
C-工程单位制（MKS制）的流量系数，在国内长期使用。
其定义为：温度5-40C的水，在1kgf/cm2压降下, 1小时内流过调节阀的立方米数。
Cv-英制单位的流量系数，其定义为：温度60C F （15.6 C）的水，在1b/in2（7kpa）压降下，每分钟流过调节阀的美加仑数。
Kv-国际单位制（SI 制）的流量系数，其定义为：温度5-40C的水，在10Pa （）压降下，1小时流过调节阀的立方米数。
注：C Cv Kv之间的关系为Cv=, Kv=1.01C国内调流量系数将由C系列变为Kv系列。
（1）Kv值计算公式（选自《调节阀口径计算指南》）①不可压缩流体（液体）（表1-1 ）低雷诺数修正：流经调节阀流体雷诺数Rev小于104时，其流量系数Kv需要用雷诺数修正系数修正，修正后的流量系数为:JCvL=在求得雷诺数Rev值后可查曲线图得FR值。
计算调节阀雷诺数Rev公式如下：对于只有一个流路的调节阀，如单座阀、套筒阀，球阀等：对于有五个平行流路调节阀，如双座阀、蝶阀、偏心施转阀等…70700G L Rev = ----- 7^7 FEF R W关系曲线pv/pc文字符号说明:P1--阀入口取压点测得的绝对压力，MPaP2--阀出口取压点测得的绝对压力，MPa△P--阀入口和出口间的压差，即（P1-P2), MPa Pv--阀入口温度饱和蒸汽压（绝压），MPaPc--热力学临界压力（绝压），MPaF F--液体临界压力比系数，F R--雷诺数系数，根据ReV值可计算出; QL--液体体积流量，m/h F L--液体压力恢复系数3 P L--液体密度，Kg/cmv --运动粘度，io -5m/sW--液体质量流量，kg/h ,②可压缩流体（气体、蒸汽） （表1-2 ）X-压差与入口绝对压力之比（△ P/P1） K-比热比；Wg 质量流量，Kg/h ； Kg/m 3T1-入口绝对温度，K ； Z-压缩系数；f （ X,K ）-压差比修正函数； 对压力，MPa2、31.0.13 x 10 kPa ）, Kg/Nm ； ③ 两相流（表1-3）Kv 值计算公式与判别式（气体、蒸气）表1-2文字符号说明:X T -压差比系数； Qg-体积流量，NriVh P1-密度（P1, T1条件）,M-分子量；Fg-压力恢复系数（气体） P1-阀入口取压点测得的绝PN-标准状态密度（273K,注：本计耳公式仅适用于7汽）・糕力匀矗合相滝也并II.氏冲咆相谯体匀未达到阻蹴渝糸件T 丈字符号说明；P I-M人口取压点測徘的绝对压丿J’M P a'庆一阳出口飒压点憫得的绝对压力*M P a;Wg--\眠蕪汽质斎it肚，kg/h; Fc—«相漁好效密度.kg/nP WL—液体然审流讀，kg/h;pm—两柑漁密l&lpi.T僚件人Jcg/W：p・一气《s蒸汽密即pH僚件h EW；p“-气V .扱汽标祈林态惭度⑴花比1.0l3X10?kpah kB/Nm^ pL--?ft体密度，煬/m3；Fg八吒悴圧力械蚁系数；/（XKb压於比修正JKft. Fg值与加JO计算式何可压编瀝体计算式相同:Ti—入口绝对at度.K: z—ffi»系散；（2Q債计熬公式M--分子诫：丹一液体临界压力比系数.（选自《训节阀口轻计背设计觀定》CDS0A12-8O①權体（农2-1）C值计韩公式与判别式（液算）^i-i③气体•穢汽（丧2-2）文宁符号说明:pi—阀人口处流体绝对压力■ kgf/cm2jS 100kPa; 7-■阀出I i处流体绝对压力.kgf/cm：或IOOXP3; AP一阀两端压爰，△pH/M・p2.或lOOkPa;Fi—压力恢貝系数，估帚调节阀压办恢复能力的系数：小一阀入口佩度下状体介质的饱和黄汽崖力（绝对压力儿kgf/cn^AlOOkRa;X■■压泄比，糾压降与阀人口压力之比-即*= 评斥・・液体临界压力比系数；“卅一临界压差匕产土阻塞流时NX； . 「用一比热比系臥空气介质为.1F空气介质为卷K■-气沐绝热指数；F■■膨胀系数「考虑气体仁芙汽）密度在糾内发生变化的校正系故；】•* Q•—液体体积流竝m3/h; 0—气休休积流巔.mVh：（际准«^- 273KJ.013xl0Ta）M L-液体质曲流址.kg/h ；必~蒸气质世流対，kg/h；pi —液体密度（P】E条件下M/cm八气体密度kg/Nm3（标准状态--273KJ.013X10^Pa）P5—蒸讥密度（piJY茨件下Xkg/cmJ门一阀入口处流体温取K （）|尔文）Z--气体压浙系数；M—分子氐G--气体相对密度《空气为1 ）.⑶ 山武・雷尼威尔公司Cv值计球公式（选门見忠仪衣厂C产品技术参ft＞）①植体（表37）（Cv 工 1.170Cv值计算公式与判别式〈液体）表37文字符号说明：Q"液体的施大渝鼠.m"ii; 竝穴沆重时阀逬口比力，炸f/cnVab$；p?—呆大流竄时阀出I」压力-kgf/cm2abs; △» —阀两端压井？△pnp）-p2・ kfg/cm2 G—液体的相灯密度冰•"；Hc-Tl算流量用的允许圧倉kfg/cm J刃一进I」温度下液体的他和英汽乐力.kgf/cmSbs; 一进口压力下液体饱和温厦与进II温度之差,C.文字符号说明：Q—标准状态（760mmHg, 15.60下气体的最大流儼・n?/h;pi—ft!A流砂时阀逬口压力.kgf/cm2ab$; pi —时阀出口压力，kgf/em23bs;△p—阀两端压差，△p=pi-M ksf/cm2; G—气体的相对密度（空气巧）：丁一渝休温度JC.®JKrt （衣3-3）6值计算公贰与判別式（蒸汽）表3-3C仁Cg/Cv （C1由制造厂提供）;Cv--液体流量系数；P1--阀入，Psia ；Cg--气体流理系数；△ P --压差，Psi ；G--气体相对密度（空气=）；义字曾号说明:用“片:妹汽.H它蒸汽刖竝大漩鼠，kR/h;P- —fit大藏41时的M出口压力1kgC;€m J ab3；瓦一K= ] HO^OOl防过憩温肚匸丨»-（HIKE力卜黑汽比容*^4-1文字符号说明:T--气体入口的绝对温度，°R （兰金氏度）d1--人口蒸汽的密度，lb/ftp[一晟尤St At 时93 阀进口4E 力.△P—恫「的諧压宠.Z\p=|T]-^2 ]（gf/匚m?；训-诃J】压力卜義汽化禹m玩；<4）Fisheri>^jCV值计算公式（ii QFISHERS»Y]履控制阀『flp弟[版｝①液Qscth--气体流量，scth （标准英尺寸3/小时）；Qib/hr--蒸汽流量，lb/hr 调节阀口径的确定原则（HG20507--97《自动化仪表选型规定》）①根据计算的流量系数数 C 计值，作适当放大，圆整成 C 选，使其符合制造厂提供的C 值系列进，并确定调节阀口径。
(完整版)流量系数的计算
1流量系数KV的来历调节阀同孔板一样，是一个局部阻力元件。
前者，由于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：（1）解出命图2-1调节阀节流模拟再根据连续方程Q＝AV，与上面公式连解可得：（2）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——节流面积，cm；Q——流量，cm／S；ξ——阻力系数；r——重度，Kgf／cm；g——加速度，g=981cm/s；如果将上述Q、P1、P2、r采用工程单位，即：Q——m3/h；P1、P2——100KPa；r——gf/cm3。
于是公式（2）变为：（3）再令流量Q的系数为Kv，即：Kv＝或（4）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：（1）Kv值有两个表达式：Kv=和（2）用Kv公式可求阀的阻力系数ξ=（5.04A/Kv）×（5.04A/Kv）；（3），可见阀阻力越大Kv值越小；（4）；所以，口径越大Kv越大。
2流量系数定义在前面不可压流体的流量方程（3）中，令流量Q的系数为Kv，故Kv称流量系数；另一方面，从公式（4）中知道：Kv∝Q，即Kv的大小反映调节阀流量Q 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、P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△P为100KPa，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），以m/h或t／h计。
阀门流量计算方法
阀门流量计算方法如何使用流量系数How to use Cv阀门流量系数(Cv)是表示阀门通过流体能力的数值。
Cv越大，在给定压降下阀门能够通过的流体就越多。
Cv值1表示当通过压降为1 PSI时，阀门每分钟流过1加仑15o C的水。
Cv值350表示当通过压降为1 PSI时，阀门每分钟流过350加仑15o C的水。
Valve coefficient (Cv) is a number which represents a valve's ability to pass flow. The bigger the Cv, the more flow a valve can pass with a given pressure drop. A Cv of 1 means a valve will pass 1 gallon per minute (gpm) of 60o F water with a pressure drop (dp) of 1 PSI across the valve. A Cv of 350 means a valve will pass 350 gpm of 60o F water with a dp of 1 PSI.公式1FORMULA 1流速：磅/小时(蒸汽或水)FLOW RATE LBS/HR (Steam or Water)在此：Where:dp = 压降，单位：PSIdp = pressure drop in PSIF = 流速，单位：磅/小时F = flow rate in lbs./hr.= 比容积的平方根，单位：立方英尺/磅(阀门下游)= square root of a specific volume in ft3/lb.(downstream of valve)公式2FORMULA 2流速：加伦/分钟(水或其它液体)FLOW RATE GPM (Water or other liquids)在此：Where:dp = 压降，单位：PSIdp = pressure drop in PSISg = 比重Sg = specific gravityQ = 流速，单位：加伦/分钟Q = flow rate in GPM局限性LIMITATIONS上列公式在下列条件下无效：Above formulas are not valid under the following conditions:a.对于可压缩性流体，如果压降超过进口压力的一半。
阀门流量计算方法
阀门流量计算方法如何使用流量系数How to use Cv阀门流量系数(Cv)是表示阀门通过流体能力的数值。
Cv越大，在给定压降下阀门能够通过的流体就越多。
Cv值1表示当通过压降为1 PSI时，阀门每分钟流过1加仑15o C的水。
Cv值350表示当通过压降为1 PSI时，阀门每分钟流过350加仑15o C的水。
Valve coefficient (Cv) is a number which represents a valve's ability to pass flow. The bigger the Cv, the more flow a valve can pass with a given pressure drop. A Cv of 1 means a valve will pass 1 gallon per minute (gpm) of 60o F water with a pressure drop (dp) of 1 PSI across the valve. A Cv of 350 means a valve will pass 350 gpm of 60o F water with a dp of 1 PSI.公式1FORMULA 1流速：磅/小时(蒸汽或水)FLOW RATE LBS/HR (Steam or Water)在此：Where:dp = 压降，单位：PSIdp = pressure drop in PSIF = 流速，单位：磅/小时F = flow rate in lbs./hr.= 比容积的平方根，单位：立方英尺/磅(阀门下游)= square root of a specific volume in ft3/lb.(downstream of valve)公式2FORMULA 2流速：加伦/分钟(水或其它液体)FLOW RATE GPM (Water or other liquids)在此：Where:dp = 压降，单位：PSIdp = pressure drop in PSISg = 比重Sg = specific gravityQ = 流速，单位：加伦/分钟Q = flow rate in GPM局限性LIMITATIONS上列公式在下列条件下无效：Above formulas are not valid under the following conditions:a.对于可压缩性流体，如果压降超过进口压力的一半。
阀门流量系数的速算方法
流量系数的速算方法在我们的设计工作中经常要进行各式各样的计算,流量系数正是其中之一。
阀门的流量系数Cv和Kv值是衡量阀门流动能力的重要参数之一，流量系数的大与小,说明了流体通过阀门时其压力损失的大与小，流量系数越大则压力损失越小阀门的流通能力也就越好。
国外的阀门厂通常都把不同类型、不同口径的阀门Cv值列入产品样本中。
在我国，许多用户都要求制造方在样图中例明产品的流量系数Cv值或Kv值。
在新的API规范6D《管线阀门》第22版明确规定：“制造厂（商）应为买方提供流量系数Kv值”。
显然流量系数对管道和阀门设计过程来说是一个非常重要的参数。
阀门的流量系数Cv值最早是由美国流体控制协会在1952年提出的,它的定义是：在通过阀门的压力降每平方英寸1磅（1bf/in2）的标准条件下，温度为15.6℃的水，每分钟流过的美制加仑数（Usgal/min）。
阀门的流量系数Cv随阀门的尺寸、形式、结构而变化，这些变化最终与阀门的压力降有关。
Cv值的计算公式为：Cv=Q(G/ΔP)0.5（1）式中Cv——流量系数Q——体积流量（Usgal/min）ΔP——阀门的压力降(1bf/in2)G——水的密度G=1阀门的流量系数Cv值取决于阀门的结构，而且必须由自身的实际试验来确定。
DN50阀门的典型流量系数(表一)流量系数Cv 值是“英制”的计量单位，人们依据Cv 值的技术定义制定了“米制”计量单位的阀门流量系数Kv 值。
Kv 值的定义是：在通过阀门的压力降为1巴（bar ）的标准条件下，温度为5-40℃的水每小时流过阀门的立方米体积流量（m 3/h ）Kv 值的计算公式：形式Cv 截止阀40-60角式截止阀47Y 形阀门阀杆与管道中心线夹角为45°72阀杆与管道中心线夹角为60°65V 形孔旋塞阀60-80蝶阀蝶板厚度为通道直径的7%333蝶板厚度为通道直径的35%154常规闸阀300-310夹管阀360旋启式止回阀76隐蔽式止回阀123球阀（缩径）131球阀（全径）440Kv=Q(P/ΔP)0..5（2）式中Kv——流量系数Q——体积流量（m3/h）ΔP——阀门的压力降(1bar)G——水的密度(kg/m3)Cv与Kv的关系实际上就是英制单位与米制单位的换算关系。
阀门流量计算方法
为1.61，从阀座端口面积表A得阀座端口面积为78.5英寸2。 Answer: From the steam tables
is 1.61, and from the seat port area table A is 78.5 in2.
F(
)2
流速: (英尺/秒)=
=
25A
90,000 (1.61)2 25 (78.5)
为1.61，A为 113.1英寸3. Answer: From the tables
is 1.61 and A is 113.1 in3. F(
)2
流速: (英尺/秒)=
=
25A
90,000 (1.61)2 25 (113.1)
= 82.5英 尺/秒
F(
)2
Vel (fps) =
=
25A
90,000 (1.61)2 25 (113.1)
lbs/hr flow rate? 解：采用公式1 Solution: Use formula 1. F = 5,000,000 = 0.137 (从水温为400oF的表中得到) = 0.137 (from chart for water at 400oF) Cv = 9150 (来自本页) Cv = 9150 (from page 26)
公式1 FORMULA 1 流速：磅/小时(蒸汽或水) FLOW RATE LBS/HR (Steam or Water)
在此： Where:
dp = 压降，单位：PSI dp = pressure drop in PSI
F = 流速，单位：磅/小时 F = flow rate in lbs./hr.
在此： Where:
dp = 压降，单位：PSI dp = pressure drop in PSI Sg = 比重 Sg = specific gravity Q = 流速，单位：加伦/分钟 Q = flow rate in GPM
调节阀流量系数计算
1、流量系数计算公式表示调节阀流量系数的符号有C、Cv、Kv等，它们运算单位不同，定义也有不同。
C-工程单位制（MKS制）的流量系数，在国长期使用。
其定义为：温度5-40C的水，在1kgf/cm2（0.1MPa）压降下，1小时流过调节阀的立方米数。
Cv-英制单位的流量系数，其定义为：温度60C F （15.6 C）的水，在1b/in2（7kpa）压降下，每分钟流过调节阀的美加仑数。
Kv-国际单位制（SI 制）的流量系数，其定义为：温度5-40C的水，在10Pa （0.1MPa）压降下，1小时流过调节阀的立方米数。
注：C Cv Kv 之间的关系为Cv=1.17Kv, Kv=1.01C国调流量系数将由C系列变为Kv系列。
（1）Kv值计算公式（选自《调节阀口径计算指南》）①不可压缩流体（液体）（表1-1 ）Kv值计算公式与判别式（液体）低雷诺数修正：流经调节阀流体雷诺数Rev小于104时，其流量系数Kv需要用雷诺数修正系数修正，修正后的流量系数为：在求得雷诺数Rev值后可查曲线图得FR值。
计算调节阀雷诺数Rev公式如下：对于只有一个流路的调节阀，如单座阀、套筒阀，球阀等：对于有五个平行流路调节阀，如双座阀、蝶阀、偏心施转阀等尸F 关系曲线F L --液体压力恢复系数.3P L --液体密度，Kg/cm WL--液体质量流量，kg/h ，表1-2关系曲线文字符号说明：P1--阀入口取压点测得的绝对压力， MPa P2--阀出口取压点测得的绝对压力， MPa △ P --阀入口和出口间的压差，即（ P1-P2），MPa PV--阀入口温度饱和蒸汽压（绝压） ，MPaPc--热力学临界压力（绝压），MPaF F --液体临界压力比系数，F R --雷诺数系数，根据 Rev 值可计算出; 3QL--液体体积流量，m/hv --运动粘度，io -5m/s②可压缩流体（气体、蒸汽） （表1-2）X-压差与入口绝对压力之比（△ P/P1）K-比热比；Wg质量流量，Kg/h ；Kg/m3T1-入口绝对温度，K；Z-压缩系数；f（X,K）-压差比修正函数；对压力，MPa1.0.13 x 102kPa）, Kg/Nm3；③两相流（表1-3）Kv值计算公式（两相流）X-压差比系数；Qg-体积流量，NriVhP1-密度（P1, T1条件）,M-分子量；Fg-压力恢复系数（气体）P1-阀入口取压点测得的绝PN-标准状态密度（273K,表1-3注：本计t ）总式仪适用于F 汽）.液血匀混含相滝怵.并lift 中玳相施体均未达到阻塞流条ft 丈字符号沱明：LPI —M 人口取压点am 的绝对压力* MPa ； 用一阀出口取压点测胃的絶对圧力.MP,;昨一气体、按汽质駄漁尿・kg/h; 肌一戒体质邮瀝WL 煤伽W 网梱就打效密虹 kg/ni^pm —曲相汝密搜X 例丁糸件人 畑加3：例一气低 蕪汽畫度仙』味件h 组加3；px-P 怵…罢汽标卅状态密度（273K, 1・0!点心祁旅 ©N 屏； pL—液烬馆度* kg/m* Fg 亠4气体压力恢里系麹； 几忙Q —压趨比修正系St Fgffi 与g ）计算式同叮压编诫侔】1韋式48同；门~人口绝对温度* K ； M —»T<:Z--CE®系故：F F _液体临胖压力比系数.（2总俺计祥公式値自《训冇阀口轻i+Rft 计现卷》CDS0A12^4） ①襪帕表M ）C 值计球飪武号判别式<Hk»>JU文宇符号说明:0—阀入口处渡依绝对压力.nr/cim^lOOkPa： pi--WtttU处流体绝对压力乜t e r/cm^lOOkPa; △p—闽聞罐压星Zyj^pi-p^,或lOCkPa;力恢貝系St怙爲调节阀压办帙复能力的系数；小——阀人口渡理下浪体介质的也和黨汽圧力（堕对压力｝, M/cni^kJOOiFx;才一压乾比，阀飓降总阀人口压力之比"WX= 綁斥--戒權临界压力怅系歆；“X L-临界压差比.产土阴塞流时之鲨斤--比热比系数・空气介质为*非空气介质为4K--气体绝热椿数：卩一啓脈系*t瘡虑气林仁置汽丨密度往洲内发生变化的校正系數；L4 0—液库体怨流城川/h；心・■气沐并黑帆積・M/h：临准状无7”K.］_Q］女心血抽一掖体艇试流址，kg/h W■—藏气JEH離韧，kg/h;pi —液休密歇円丁条件下皿/cm八pH—弋体密度kg/Nm3（标准tt^--2?3K.1.013X10^）P蛊m密度下人切/T 八一阀人I」处藏体温度「藍r开尔文）E--气体压躺祭歟M—分子虽；G—代悴梢对密度t空气为1）4⑶山武-甫尼威尔公司O值计當公式（选『］見忠仪畫厂W产甜技术^ft»①液体「表3T）（Cv 工L17C）<M6计胃公式与判蹈式4液体）表3-L丈字苻号说明：Q —灌体的股大流蜀、m7h; 最穴流岫时阀逬口压力，kgf/em^bi ； 戸一址大流般时阀出口压力、M/cm^abs; △"—阀两端压井.Af »Pi-PA kfg/cm : &一谨体飾til 对樹度（水•"； Z\X —讣算流帚內的ft 洋城琵Ug/cm J尸”亠进1」渦膛下液体的他觀球汽托力* kgf/cm-abs: △:T —进口雄力下做体饱和温建与进11淤燈走总匚文字希号说明：0—标准状态卜气体的最大瀝也mVh;pi —嚴大庫銀时倒进口压力* kef/cin2abs; pi —时阀出口压力” kgf/cm^bs ；△p-亠鞠曲端座恳 △p=p 「2 kfif/cm 2; G —气怵的相对密度（空气T; 丁一流休湛度弋③M <«3*3）Oft 计算公式与判别式（器汽I盍3-3文字符号说期：W"水離汽* :耳它蒸汽的虬大漩吊，上“： 严】--绘大丰ift 斎时的阀出LI F 扮力，kgf/cm^abs; X —X=l 衬Q00打x 过他温度< V >” 一出"压力下蕉汽比鶴cmVg;（4）Fisher &u]CV 值计算公式（ISflFJSHER®-^p …最丈JK 址时的阀进口压力，炬（7孤门％bs;AP 一H [肉端汗荒.△严pi ~p2, kgffcm^ 韧"迟f 】压刃卜「燕汽比容1 cm J/e ； （1控制阀于册％第歸 ①液低（农4-" C-值计样公式与判别氏4戕休） 占车一 I①根据计算的流量系数数 供的C 值系列进，并确定调节阀口径。
调节阀的流量系数及其计算
• （4－33）进行计算。对液体占绝大部分的两相混合体，
计算公式为：
•
K WgWL V 3.16FL mP1(1FF) （4－37）
• 式中ρm－两相流密度
•
m
Wg WL
Wg
g
WL
10 3
L
（4－38）
•或
WgWL
m
TWg
2.64P1N
1W 03LL
（4－39）
•或 •
WgWL m 8.5T1Wg WL MP1 103L
T1Z kXTM
（4－32）
• 式中 Ws－蒸汽的质量流量，Kg/h；
•
ρs－阀前入口蒸汽的密度，Kg/m3；
• 如果是过热蒸汽，应代入过热条件下的实际密度。
• 4.两相流体
• （1）流体于非液化性气体 • 先决条件：液体ΔP<FL2(P1－P2)气体X<FKXT两条件
都能满足。
• •
KV
Wg WL
即
K
' V
KV FR
（4－17）
式中
K
' V
－修正后的流量系数；
KV－紊流条件时，按（4－13）－（4－16）计算 的流量系数；
FR－雷诺数修正系数，可按雷诺数Re大小从图中 查出。
雷诺数可以根据阀的结构和粘度等因素由下列公 式求得：
a.对具有两个平行流路的 调节阀，如直通双座阀、 蝶阀、偏心旋转阀等雷诺数为：
T1GZ kXT
（4－28）
• 3.蒸汽 •
• （1）非阻塞流 （X<FKXT）时
•
•或 •
KV
WS 3.16Y
1
XP1s
KV
调节阀的流量系数及其计算祥解
G－气体的相对密度（空气为1）； Z－压缩系数。 a.压缩系数 压缩系数Z是比压力和逼问度的函数 比压力的定义是：实际入口的绝对压力P1与流体 临界压力之比， 比问度的定义是：入口绝对温度T1与临界温度之比 侧 Pr=P1/Pc (4-23) Tr=T1/Tc (4-24) 由Pr,Tr查图可得压缩系数Z b.膨胀系数 膨胀系数Y用来校正从阀的入口到阀的缩流出气体 密度的变化，在可压缩流情况下，由于紊流几乎始终存 在，所以雷诺数的影响极小，可忽略。其它因素与Y 的
FL
P1 P 2 P1 PVC
用寿命。
如图4－1所示，当压力为P1的液体流经节流孔时，流 速突然急剧增加，而静压力下降；当n后压力P2≤PV（饱 和蒸汽压）部分液体就汽化成气体，形成汽液两相共存的 现象，这种现象称为闪蒸。 如果产生闪蒸之后，P2不是保持在饱和蒸汽压之下， 在离开节流孔之后又急骤上升，这是气泡产生破裂并转化 为液体，这个过程叫做空化作用。 4.阻塞流对计算的影响 当阻塞流出现之后，流量与ΔP （P1－P2 ）之间的关 系已不再遵循公式（4－7）的规律。 从图4－3可见，当按实际压差计算时，Q’max要比阻 塞流量Qmax大很多，为粗确求得KV值。
（4－29）
• 或 •
WS KV 1.1PY 1
T1Z XM
（4－30）
• •
（2）阻塞流
（X≥FkXT）时 （4－31）
Ws 1 KV 1.78 kX T P S 1
• 或 •
WS KV 0.62 P 1
T1Z kX T M
（4－32）
• 式中 Ws－蒸汽的质量流量，Kg/h； • ρs－阀前入口蒸汽的密度，Kg/m3； • 如果是过热蒸汽，应代入过热条件下的实际密度。 • 4.两相流体 • （1）流体于非液化性气体 • 先决条件：液体ΔP<FL2(P1－P2)气体X<FKXT两条件 都能满足。 • Wg WL KV • （4－33）
阀口流量公式及流量系数
阀口流量公式及流量系数(Coefficient of flow)阀口流量公式及流量系数对于各种滑阀(Spool Valve)、锥阀(Cone Valve)、球阀(Ball Valve)、节流孔口(Orifice)，通过阀口的流量均可用下式表示：式中：Cq—流量系数(Discharge Coefficient)；—阀口通流面积(Effective Area)；—阀口前、后压差(Differential Pressure)；—液体密度(Liquid Density)。
(1)滑阀的流量系数设滑阀[图5.1(a)]开口长度为x，阀芯(Spool)与阀体(Valve Body)(或阀套)内孔的径向间隙为，阀芯直径为d，则阀口通流面积A0为式中：Cq—流量系数(Discharge Coefficient)；A0—阀口通流面积(Effective Area)；P—阀口前、后压差(Differential Pressure)；p—液体密度(Liquid Density)。
(1)滑阀的流量系数设滑阀[图5.1(a)]开口长度为x，阀芯(Spool)与阀体(Valve Body)(或阀套)内孔的径向间隙为，阀芯直径为d，则阀口通流面积A0为式中：W—面积梯度(Area Gradient)，它表示阀口过流面积随阀芯位移的变化率。
对于孔口为全周边的圆柱滑阀，W=。
若为理想滑阀(即Δ＝0)，则有A0=x,对于孔口为部分周长时(如：孔口形状为圆形、方形、弓形、阶梯形、三角形、曲线形等)，为了避免阀芯受侧向作用力，都是沿圆周均布几个尺寸相同的阀口，此时只需将相应的过流面积A0的计算式代入式(5.1)，即可相应地算出通过阀口的流量。
式(5.1)中的流量系数Cq与雷诺数Re有关。
当Re＞260时，Cq为常数；若阀口为锐边，则Cq=0.6～0.65；若阀口有不大的圆角或很小的倒角，则Cq=0.8～0.9。
(2)锥阀的流量系数如图5.1(b)所示，具有半锥角α且倒角宽度为s的锥阀阀口，其阀座平均直径为dm=(d1+d2)/2，当阀口开度为x时，阀芯与阀座间过流间隙高度为h=xsinα。
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流量系数的速算方法
在我们的设计工作中经常要进行各式各样的计算,流量系数正是其中之一。
阀门的流量系数Cv和Kv值是衡量阀门流动能力的重要参数之一，流量系数的大与小,说明了流体通过阀门时其压力损失的大与小，流量系数越大则压力损失越小阀门的流通能力也就越好。
国外的阀门厂通常都把不同类型、不同口径的阀门Cv值列入产品样本中。
在我国，许多用户都要求制造方在样图中例明产品的流量系数Cv值或Kv值。
在新的API规范6D《管线阀门》第22版明确规定：“制造厂（商）应为买方提供流量系数Kv值”。
显然流量系数对管道和阀门设计过程来说是一个非常重要的参数。
阀门的流量系数Cv值最早是由美国流体控制协会在1952年提出的,它的定义是：在通过阀门的压力降每平方英寸1磅（1bf/in2）的标准条件下，温度为15.6℃的水，每分钟流过的美制加仑数（Usgal/min）。
阀门的流量系数Cv随阀门的尺寸、形式、结构而变化，这些变化最终与阀门的压力降有关。
Cv值的计算公式为：
Cv=Q(G/ΔP)0.5（1）
式中Cv——流量系数
Q——体积流量（Usgal/min）
ΔP——阀门的压力降(1bf/in2)
G——水的密度G=1
阀门的流量系数Cv值取决于阀门的结构，而且必须由自身的实际试
验来确定。
DN50阀门的典型流量系数
(表一)
流量系数Cv 值是“英制”的计量单位，人们依据Cv 值的技术定义制定了“米制”计量单位的阀门流量系数Kv 值。
Kv 值的定义是：在通过阀门的压力降为1巴（bar ）的标准条件下，温度为5-40℃的水每小时流过阀门的立方米体积流量（m 3/h ）
Kv 值的计算公式：
形式Cv 截止阀40-60角式截止阀
47Y 形阀门
阀杆与管道中心线夹角为45°72阀杆与管道中心线夹角为60°
65V 形孔旋塞阀
60-80蝶阀
蝶板厚度为通道直径的7%333蝶板厚度为通道直径的35%
154常规闸阀300-310夹管阀360旋启式止回阀76隐蔽式止回阀123球阀（缩径）131球阀（全径）
440
Kv=Q(P/ΔP)0..5（2）
式中Kv——流量系数
Q——体积流量（m3/h）
ΔP——阀门的压力降(1bar)
G——水的密度(kg/m3)
Cv与Kv的关系实际上就是英制单位与米制单位的换算关系。
1美加仑（Usgal）=3.78541x10-3m3
1磅力每平方英寸（1bf/in2）=0.0689476bar
将上述换算关系对公式（1）和（2）进行计算后可得出Cv和Kv的
关系式。
即：Kv=Cv/1.156
另外衡量流体流经阀门造成压力损失大小的指标就是流阻系数K值。
K 值是表示阀门压力损失的一个无量纲系数。
流阻系数K（又称ζ值）取决于阀门的类型、通径、结构以及体腔形状等因素。
流阻系数和流量系数一样，对被测试阀门进行试验，依据试验所得数据（主要是压差ΔP），进行计算而得出的。
K的计算公式：
K=2ΔP/V2P
式中：K――流阻系数
ΔP――阀门的压力降(1bar)
Ｐ――流体密度（kg/m3）
V――流速（m/s）（900）
多年来阀门的流阻系数经过制造厂的大量试验和计算分析已成为一个特定的值，已能在专业书和文献中查到。
美国Crane 公司标准阀门流阻系数(表二)各类阀门的流阻系数K 值
(表三)构件
(设为粗糙表面)
内径(in)0.5124闸阀130.360.30.250.21旋启式止回阀
135 3.6 3.0 2.5 2.1角阀145 3.8 3.3 2.7 2.3截止阀
340
9.5
7.9
6.6
5.7
闸阀
DN mm
50
80
100
150
200～250
300~400
500~800
K
0．50．40．20．10．080．070．06截止阀
直通式
DN mm 15
20
4080100150200K 10．88．04．94．04．14．44．7直角式DN mm 2532506580100150K
2．83．03．33．73．93．83．7直流式
DN mm 25
40
50
65
80
100
150
K
1．040．850．730．650．600．500．42止回
升降式
DN mm 405080100150200——K
12
10
10
7
6
5．2
——
注：1、球阀没有缩径时流阻系数一般约为0.1
2、蝶阀：菱形板K ≈0.05~0.25;饼形板K ≈0.18~0.6
通过对阀门的流量系数(Cv 、Kv)和流阻系数K 技术定义的对比分析，我们不难得出这样的结论：流量系数和流阻系数是从两个不同的角度（流量和流阻）来描述同一个阀门的流通能力。
它们皆是在试验过程中，测试阀门的压力降ΔP ，然后按不同的公式分别计算得出Cv 、Kv 和K 值。
从Cv 、Kv 和K 值的计算公式中可以看出阀门的压力降ΔP ，是计算Cv 和K 值必不可少的关键参数，用数字模拟观点分析，压力降是Cv 和K 值计算中相同的“中间参变量”，通过ΔP 便可推算出Cv 和K 值的计算关系式。
上面的计算方法是比较传统的，这种方法公式里包含公式，要计算和查找多项参数才能完成运算，工作量相对来说比较大。
为了能更方便、快捷完成计算，笔者在拜读了大量的相关文献和资料后得出了最简便，快捷易于计算的一个公式：
Cv =(29.9/K 0.5)*d 2
式中：
Cv ——流量系数（Usgal/min ）29.9——常数
阀旋启式DN mm 40100200300500————K
1．31．51．92．12．5————隔膜阀（堰式）DN mm 25405080100150200K 2．32．42．62．72．82．92．9旋塞阀
DN mm 15202532406580K
0．9
0．4
0．5
1．2
1．0
1．1
1．0
K——流阻系数(查表二或表三)
D——阀门通径（in）
当已知流阻系数K值时，我们就可以通过上面的公式计算出阀门的
流量系数Cv。
其计算方法是被认可的，计算数据是正确的。
例1：计算通径4in标准闸阀的Cv和Kv值。
查表得出K=0.21已知d=4in
代入公式：Cv=(29.9/K0.5)*d2
经计算得出Cv=1043Usgal/min
再代入公式Kv=Cv/1.156
经计算得出Kv=903m3/h
例2：计算通径DN200直通式截止阀的Cv和Kv值。
查表得出K=4.7已知d=8in
代入公式：Cv=(29.9/K0.5)*d2
经计算得出Cv=883Usgal/min
再代入公式Kv=Cv/1.156
经计算得出Kv=764m3/h
由上述公式计算出的结论其Cv值和Kv值与标定的专用流量系数试验系统所测数据非常吻合。
实践证明这种速算是可行的，而且具有实用价值。
这个方法能让我们快速的计算出阀门的流量系数。