Cv值计算

阀门系数Cv值的确定和意义

1. 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。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控制下，

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，并能按照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，则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，因为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，控制问题明显会发生。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控制在该位置，它

将被吸入到阀座。这种现象被称为溶缸闭锁效应。

2. Cv的定义

一个美国加仑（3.8L）的水在60°F（16℃）时流过阀门，在一分钟内产生

1.0psi（0.07bar）的压力降。

3. Cv值的计算方法

3.1 液体

3.11 基本液体确定尺寸公式

1) 当 P＜ Pc=FL2(P1-Pv)：一般流动

Cv=Q

2) P Pc：阻塞流动

当Pv＜0.5P1时

Pc=FL2(P1-Pv)

当Pv 0.5P1时

Pc= FL2〔P-(0.96-0.28 )Pv〕

Cv=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）；

P----压力降，psia

Pc---阻塞压力降 psia

FL-------压力恢复系数见表1

P1-------上游压力 psia

Pv--------液体的蒸气压（入口温度处） psia

Pc--------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

阀柱塞形阀芯流开 0.90

流闭 0.80

“V”形阀芯任意流向 0.90

套筒形阀芯流开 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

流开 0.80

流闭 0.90

套筒形阀芯流开 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 0.68

90°全开任意流向 0.55

偏心旋转阀流开 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 1636.1/112.8 异丁烷 529.2/36.5

氩 707.0/48.8 异丁烯 529.2/36.5

苯 710.0/49.0 煤油 350.0/24.1

丁烷 551.2/38.0 甲烷 667.3/46.0

CO2 1070.2/73.8 氮 492.4/33.9

CO 507.1/35.0 一氧化二氮 1051.1/72.5

氯 1117.2/77.0 氧 732.0/50.5

道式热载体A 547.0/37.7 光气 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11 639.4/44.1

汽油 410.0/28.3 冷冻剂12 598.2/41.2

氦 32.9/2.3 冷冻剂22 749.7/51.7

氢 188.1/13.0 海水 3200.0/220.7

HCI 1205.4/83.1 水 3208.2/221.2

3.12 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 P------实际压力降，psia

P1------上游压力（阀门入口处），psia

P2------下游压力（阀门出口处），psia

2）确定比重：

流体比重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/min

4) 阻塞压力降 Pc:假定如果压力降增加，则流量将按比例增加。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。

Pc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。

3.13 Kv与Cv值的换算