调节阀计算导则
调节阀流量系数计算公式和选择数据
调节阀流量系数计算公式和选择数据调节阀是工业生产过程中常用的一种流量控制设备,通过改变阀门开度实现流量的调节和控制。
调节阀的流量特性是一个非线性曲线,通常通过流量系数来描述。
流量系数是指,在单位压差下,通过阀门所能流过的液体的流量与阀门的开度之间的关系。
调节阀流量系数计算公式通常包含两个主要参数:阀门的开度和压差。
常见的调节阀流量系数计算公式有两种:流量系数计算公式和修正流量系数计算公式。
1.流量系数计算公式流量系数计算公式通常为以下形式:Cv=Q/√ΔP其中,Cv是调节阀的流量系数,Q是通过调节阀的液体流量,ΔP是压差。
2.修正流量系数计算公式修正流量系数计算公式是对流量系数计算公式进行修正,考虑了液体的特性、密度、黏度等因素,通常为以下形式:Cv=Q/√(SG*ΔP)其中,Cv是修正流量系数,Q是通过调节阀的液体流量,ΔP是压差,SG是液体的相对密度。
选择数据通常包括以下几个方面:1.流量范围根据实际工艺要求和流体特性,确定调节阀的流量范围。
包括最小流量、额定流量和最大流量。
2.压差范围根据实际工艺情况和管路布局,确定调节阀的压差范围。
包括最小压差、额定压差和最大压差。
3.流体特性根据液体的物理、化学特性,选择适合的调节阀型号。
包括液体的温度、压力、粘度、相对密度等参数。
4.调节特性根据实际工艺要求,选择适合的调节阀调节特性。
常见的调节特性有线性、等百分比、快开、快关等。
5.阀门材质根据液体的化学性质,选择适合的阀门材质。
常见的阀门材质有铸钢、不锈钢、铸铁、黄铜等。
调节阀的计算
调节阀的流通能力C值,是调节阀的重要参数,它反映流体通过调节阀的能力,也就是调节阀的容量。
(1)调节阀流通能力C值定义为:调节阀全开时,阀前后压力差为0.1MPa,流体密度为1g/cm3时,每小时流经调节阀的体积流量(m3/h)。
为了正确选择调节阀的尺寸,必须准确计算调节阀的流通能力C值。
在设计选用时,根据工艺提供的最大流量、阀前绝对压力、阀后绝对压力、流体密度及温度等,计算出流通能力C值,然后按C值选择合适的阀的口径。
(2)调节阀C值计算公式。
介质为液体时C=10Q介质为饱和蒸汽时当P2>0.5P1时C=6.19Gs当P2≤0.5P1时C=7.22介质为过热蒸汽时当P2>0.5P1时C=6.23Gs当P2≤0.5P1时C=7.25Gs介质为气体时当P2>0.5P1时C=当P2≤0.5P1时C=式中Q——液体体积流量(m3/h)QN——标准状态下气体体积流量(m3/h标况)Gs——蒸汽流量(kg/h)P1——阀前绝对压力(kPa)P2——阀后绝对压力(kPa)ΔP——(P1-P2)阀前后压差(kPa)t——流体温度(℃)Δt——过热度(℃)ρ——流体密度(t/m3,g/cm3)调节阀的安装应注意以下几点:(1)调节阀应装在水平的工艺管道上,即调节阀保持垂直。
(2)为便于检修,应靠近地面、楼板、平台等,如在架空管道距地面较高时,应设专用检修平台。
(3)在调节系统失灵或调节阀本身发生故障时,为避免造成停运和发生事故,影响正常生产,一般都应安装旁路管。
(4)当调节阀公称直径小于管道直径时,应加变径接头,而且变径接头不能太短。
减温减压装置中调节阀的计算与选型
减温减压装置中调节阀的计算与选型减温减压装置是工业生产过程中必不可少的设备之一,在保证工作安全和正常运行的前提下,需要对装置的压力和温度进行控制和调节。
而调节阀在减温减压装置中扮演着重要的角色,通过调节介质的流量和压力来实现参数的控制。
调节阀的计算与选型是保证减温减压装置正常运行的关键一环,以下将从计算调节阀的阀门开度和选型两个方面进行论述。
一、计算调节阀的阀门开度调节阀的阀门开度是调节介质流量的重要参数,涉及到工艺参数的控制和设备的平稳运行。
一般来说,调节阀的阀门开度可以通过以下几种方式计算:1.理论计算法:根据工艺参数和阀门特性曲线进行计算,得出准确的阀门开度。
该方法需要具备一定的技术经验和相关数据的支持,适用于熟悉工艺流程的工程师。
2.实验测定法:通过实际装置中的试验和调节,在不同工况下,测定出阀门开度与实际流量的关系,并进行适当的修正和校正。
该方法适用于调节阀已经安装在装置中,并且实际工艺参数已经明确的情况下。
3.经验法:根据经验公式进行阀门开度的估算和计算。
这种方法的优点是简单易行,适用于不需要高精度的调节工艺。
但是,由于工艺参数的复杂性,经验法得出的结果可能存在一定的误差。
以上三种方法可以结合使用,根据具体情况选取合适的计算方式,以得出准确可靠的调节阀阀门开度。
二、调节阀的选型调节阀的选型不仅需要考虑工艺参数和设备要求,还需要综合考虑阀门的材质、压力等级、尺寸和功能等因素。
以下是选择调节阀时需要考虑的几个关键因素:1.压力等级:根据设备的工作压力和介质的特性,选择相应的压力等级。
阀门的压力等级应该大于系统的工作压力,以确保阀门的安全可靠运行。
2.尺寸和流量特性:根据介质的流量和工作条件,选择适当的阀门尺寸和流量特性。
流量特性通常包括等百分比、线性和快开等,选择合适的流量特性可以实现更好的调节效果。
3.温度和介质:根据介质的温度和性质选择合适的阀门材质。
介质的温度和性质对阀门的材质选择有重要影响,需考虑介质的腐蚀性、磨损性和耐高温性等因素。
(完整版)调节阀流量系数计算公式和选择数据
上海朗卓自控阀门有限企业内部文件调理阀流量系数计算公式和选择数据1.流量系数计算公式表示调理阀流量系数的符号有C、Cv、 Kv 等,它们运算单位不一样样样,定义也有不一样样样。
C-工程单位制( MKS制)的流量系数,在国内长久使用。
其定义为:温度 5-40 ℃的水,在1kgf/cm2(0.1MPa) 压降下, 1 小时内流过调理阀的立方米数。
Cv-英制单位的流量系数,其定义为:温度 60℃F( 15.6 ℃)的水,在 IIb/in(7kpa) 压降下,每分钟流过调理阀的美加仑数。
Kv- 国际单位制( SI 制)的流量系数,其定义为:温度 5-40 ℃的水,在 10Pa()压降下, 1 小时流过调理阀的立方米数。
注: C、Cv、Kv 之间的关系为,国内调流量系数将由 C系列变成 Kv 系列。
(1)Kv 值计算公式(选自《调理阀口径计算指南》)①不能够压缩流体(液体)(表 1-1 )Kv 值计算公式与鉴别式(液体)低雷诺数修正:流经调理阀流体雷诺数 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。
计算调理阀雷诺数Rev 公式以下:关于只有一个流路的调理阀,如单座阀、套筒阀,球阀等:关于有五个平行流路调理阀,如双座阀、蝶阀、偏爱施转阀等文字符号说明:P1-- 阀进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-- 阀进口和出口间的压差,即( P1-P2),MPa;Pv-- 阀进口温度饱和蒸汽压(绝压), MPa;Pc-- 热力学临界压力(绝压), MPa;FF-- 液体临界压力比系数,FR-- 雷诺数系数,依据ReV值可计算出;QL-- 液体体积流量, m3/hν-- 运动粘度, 10-5m2/sFL-- 液体压力恢复系数PL-- 液体密度, Kg/cm3WL--液体质量流量, kg/h ,②可压缩流体(气体、蒸汽)(表 1-2 )Kv 值计算公式与鉴别式(气体、蒸气)表 1-2文字符号说明:X-压差与进口绝对压力之比(△P/P1);XT-压差比系数;K-比热比;Qg-体积流量, Nm3/hWg-质量流量, Kg/h ;P1-密度( P1,T1 条件),Kg/m3T1- 进口绝对温度, K;M-分子量;Z- 压缩系数;Fg- 压力恢复系数(气体);f( X,K)- 压差比修正函数;P1-阀进口取压点测得的绝对压力, MPa;PN-标准状态密度( 273K,1.0.13 ×102kPa),Kg/Nm3;③两相流(表1-3 )Kv 值计算公式(两相流)表1-3上海朗卓自控阀门有限企业内部文件文字符号说明:C1=Cg/Cv(C1 由制造厂供给);Cg-- 气体流理系数;Cv-- 液体流量系数;△P--压差,Psi;P1-- 阀入, Psia ;G-- 气体相对密度(空气 =1.0 );T-- 气体进口的绝对温度,°R(兰金氏度);d1-- 人口蒸汽的密度, Ib/ft3 Qscth-- 气体流量, scth (标准英尺寸3/ 小时);Qib/hr--蒸汽流量,Ib/hr 调理阀口径确实定原则(HG20507--97《自动化仪表选型规定》);。
自力式调节阀计算
自力式调节阀计算自力式调节阀是一种不需要外部能源,依靠介质本身压力差进行自动调节流量或压力的阀门。
计算自力式调节阀的参数时,需要考虑以下几个关键步骤:1. 确定阀门的工作原理:自力式调节阀通常有直作用和角作用两种类型。
直作用式利用介质压力直接作用于阀芯,而角作用式则通过机械连杆将介质压力转换为阀芯运动。
2. 确定阀门的流量特性:自力式调节阀的流量特性描述了阀门开启程度与流量之间的关系,常见的有线性、等百分比和快开等。
3. 确定阀门的压力特性:压力特性定义了阀门出口压力与进口压力差之间的关系。
4. 计算阀门的Kv值或Cv值:Kv值是指在阀门全开时,通过阀门的水(温度为5-30℃)每小时流量(m³/h),当介质为水时,Kv值和Cv值之间的换算关系为Cv = Kv × 1.17。
5. 计算所需的阀门开度:根据系统的最大流量和所需的流量调节范围,计算出阀门的开度。
6. 选择合适的阀门尺寸:根据计算得到的Kv或Cv 值,参照阀门制造商提供的选型表,选择合适的阀门尺寸。
7. 确定阀门的弹簧预紧力或膜片力:这是为了确保在最小流量时阀门能够打开,同时在最大流量时能够关闭。
8. 校验阀门的压力恢复能力:自力式调节阀需要有足够的压力恢复能力,以保证在流量变化时能够迅速恢复设定压力。
9. 考虑温度和压力的影响:介质的温度和压力会影响阀门的性能,需要根据实际工作条件对计算结果进行修正。
10. 安全系数:在计算过程中应考虑一定的安全系数,以应对系统中可能出现的不确定因素。
在计算过程中,可能需要反复迭代和调整参数,直到找到最适合系统要求的自力式调节阀型号和规格。
此外,实际应用中还需参考阀门制造商提供的技术资料和经验公式,以确保计算的准确性和阀门的可靠性。
调节阀的计算公式
调节阀的计算公式调节阀的流量系数Kv,是调节阀的重要参数,它反映调节阀通过流体的能力,也就是调节阀的容量。
根据调节阀流量系数Kv的计算,就可以确定选择调节阀的口径。
为了正确选择调节阀的口径,必须正确计算出调节阀的额定流量系数Kv值。
调节阀额定流量系数Kv的定义是:在规定条件下,即阀的两端压差为10Pa,流体的密度为lg/cm,额定行程时流经调节阀以m/h或t/h的流量数。
1.一般液体的Kv值计算a.非阻塞流判别式:△P<FL(P1-FFPV)计算公式:Kv=10QL式中:FL-压力恢复系数,见附表FF-流体临界压力比系数,FF=0.96-0.28PV-阀入口温度下,介质的饱和蒸汽压(绝对压力),kPaPC-流体热力学临界压力(绝对压力),kPaQL-液体流量m/hρ-液体密度g/cmP1-阀前压力(绝对压力)kPaP2-阀后压力(绝对压力)kPab.阻塞流判别式:△P≥FL(P1-FFPV)计算公式:Kv=10QL式中:各字符含义及单位同前2.气体的Kv值计算a.一般气体当P2>0.5P1时当P2≤0.5P1时式中:Qg-标准状态下气体流量Nm/hPm-(P1+P2)/2(P1、P2为绝对压力)kPa△P=P1-P2G -气体比重(空气G=1)t -气体温度℃b.高压气体(PN>10MPa)当P2>0.5P1时当P2≤0.5P1时式中:Z-气体压缩系数,可查GB/T 2624-81《流量测量节流装置的设计安装和使用》3.低雷诺数修正(高粘度液体KV值的计算)液体粘度过高或流速过低时,由于雷诺数下降,改变了流经调节阀流体的流动状态,在Rev<2300时流体处于低速层流,这样按原来公式计算出的KV值,误差较大,必须进行修正。
此时计算公式应为:式中:Φ―粘度修正系数,由Rev查FR-Rev曲线求得;QL-液体流量m/h 对于单座阀、套筒阀、角阀等只有一个流路的阀对于双座阀、蝶阀等具有二个平行流路的阀式中:Kv′―不考虑粘度修正时计算的流量系ν ―流体运动粘度mm/sFR -Rev关系曲线FR-Rev关系图4.水蒸气的Kv值的计算a.饱和蒸汽当P2>0.5P1时当P2≤0.5P1时式中:G―蒸汽流量kg/h,P1、P2含义及单位同前,K-蒸汽修正系数,部分蒸汽的K值如下:水蒸汽:K=19.4;氨蒸汽:K=25;氟里昂11:K=68.5;甲烷、乙烯蒸汽:K=37;丙烷、丙烯蒸汽:K=41.5;丁烷、异丁烷蒸汽:K=43.5。
调节阀的可调范围计算公式
调节阀的可调范围计算公式在工业生产中,调节阀是一种常用的流体控制装置,用于调节流体的流量、压力、温度等参数。
调节阀的可调范围是指它能够实际调节的参数范围,通常由工作范围和调节精度两个方面来描述。
在实际工程中,我们需要根据流体的性质和工艺要求来选择合适的调节阀,并且需要计算其可调范围,以确保其能够满足工艺要求。
调节阀的可调范围计算公式可以通过流体力学原理和调节阀的结构参数来推导。
一般来说,调节阀的可调范围与其阀口的开度和流体的流速有关。
下面我们将介绍调节阀的可调范围计算公式,并举例说明其在工程中的应用。
首先,我们来看一下调节阀的基本结构和工作原理。
调节阀通常由阀体、阀芯、阀座、执行机构等部件组成。
当执行机构作用于阀芯时,阀芯的开度会发生变化,从而改变阀口的流通面积,进而影响流体的流量。
调节阀的可调范围通常由阀口的最大开度和最小开度来确定,同时还受到流体的流速限制。
其次,我们来推导调节阀的可调范围计算公式。
假设调节阀的阀口的最大开度为Dmax,最小开度为Dmin,流体的密度为ρ,流速为v,流体的动力粘度为μ。
根据流体力学原理,流体的流量Q与阀口的开度D和流速v之间存在着一定的关系。
通常来说,流量与阀口的开度呈线性关系,与流速呈二次方关系。
因此,我们可以得到调节阀的可调范围计算公式如下:Q = k D v^2。
其中,Q为流量,k为调节阀的流量系数,D为阀口的开度,v为流速。
根据流体力学的基本原理,我们可以将调节阀的流量系数k表示为:k = π (Dmax^2 Dmin^2) / 4。
将k代入流量计算公式中,我们可以得到调节阀的可调范围计算公式为:Q = π (Dmax^2 Dmin^2) / 4 D v^2。
这个公式可以用来计算调节阀在不同开度和流速下的流量,从而确定其可调范围。
在实际工程中,我们可以根据流体的性质和工艺要求来选择合适的流速和阀口开度,然后通过这个公式来计算调节阀的可调范围,以确保其能够满足工艺要求。
调节阀Kv值计算
调节阀Kv 计算上期简述控制阀选型,本期主要介绍调节阀Kv 计算。
一、调节阀Kv 值计算 1)一般液体的Kv 值计算a 、 非阻塞流判别式:()21L F V p F P F P <-;计算公式:Kv = 或Kv =b 、阻塞流判别式:()21L F V p F P F P ≥-; 计算公式:Kv = 或Kv =式中:F L ——压力恢复系数 X T ——压差比系数F F ——流体临界压力比系数,0.96F F =-P V ——入口温度下,介质的饱和蒸汽压(绝对压力),MPa P C ——流体热力学临界压力(绝对压力),MPa Q ——体积流量m3/h W ——质量流量T/hP1——阀前压力(绝对),MPa (A )P2——阀前压力(绝对),MPa (A )△P ——阀入口和出口间的压差,即(P1-P2),MPa ;ρ——介质密度,Kg/m 32)低雷诺数修正(高粘度液体KV 值的计算)当流经阀门的介质为高粘度、低流速或相当低的压差液体时,此时流体在阀门处于低雷诺数(层流)状态,(流经调节阀流体雷诺数Rev 小于104),需对Kv 值进行粘度修正。
计算公式:'/V V R K K F =在求得雷诺数Rev 值后可查曲线图得F R 值。
计算调节阀雷诺数Rev 公式如下:对于单座阀、套筒阀、角阀、球阀等只有一个流路的阀Re v =图1式中:Kv ’——粘度修正后的计算Kv 值F R ——雷诺数系数,根据ReV 值可计算出 ν——运动粘度,10-5m 2/s 3)气体的Kv 值计算a 、 一般气体I 判别式:210.5P P >;计算公式:Kv =;II 判别式:210.5P P ≤;计算公式:Kv =式中:Q N ——标准状态下气体流量,Nm 3/h ρN ——标准状态下气体密度,Kgf/Nm 3 P1——阀前压力(绝对),KPa (A )P2——阀前压力(绝对),KPa (A ) t ——气体温度,℃b 、 高压气体(P 1>10MPa )I 判别式:210.5P P >;计算公式:Kv =;II 判别式:210.5P P ≤;计算公式:Kv =式中:Z ——气体压缩系数,由《仪表数据手册》气体物理特性查找。
sgin0053调节阀计算导则
SGIN 0053-2000
第 4 页 共 40 页
其压力恢复能力较差。在阀门选型时、具有相同流通能力的球阀和单座阀,由于前者流道具有直线 性,具有较小的流通面积,对于气体来说阀门结构形式的差别对流通量的影响很小,而流通面积产 生的影响却很大。 因此对气体来说, 在相同工况下, 球阀比单座阀更容易出现临界流和阻塞流情况, 实际通过的最大流量也要小于相应的单座阀。高压力恢复阀(如球阀)的允许压差要小于低压力恢 复阀(如单座阀) 。 1 1.1 名词和术语 阀流通能力 CV: 在阀门全开的条件下,温度 60 oF (华氏度)的水,在1lb/in2 压降下,每分钟通过的流体数量。 (单位:美国加仑) 缩流 Vena Contracta: 流体经过调节阀节流件其流通面积会缩小,在流束的最小截面处对应的点称为缩流点。在缩流 点上下游处流体的流动状况是不同的。 从上游侧到缩流处的各点, 其流动状态非常接近理想状态 (热 力学等熵过程) 。根据伯努利方程,机械能本身并没有损失,仅仅从一种形式转化为另一种形式。 忽略位能的影响,流体的能量单纯地从压力能变为动能。 对于从缩流处到调节阀下游的流体状态是属于非理想状态的,下游流体的流速被恢复 ,但压力 不能完全恢复,有一部分机械能被流体本身吸收或以热能的形式被环境吸收。 阻塞流:对于一已知的阀门,增加阀门两端的压差,并不能使通过阀门的流量无限增加,当压差 增加到某一点时,实际的质量流量的增加小于预期的流量,这种限制质量流量的情况称为阻塞流。 允许压差:把产生流体阻塞处的压差称为允许压差。对于不可压缩流体,如果阀门的压降大于 允许压差,在阀门节流件的缩流处的压力低于该状态下的液体蒸汽压,部分液体汽化,进入到热力 学不稳定状态。 调节阀计算中应避免出现阻塞流。 将允许压差带入到流量计算公式中得到阀门的阻 塞流速率,如果该流率小于所要求的最大流率,则阀门的尺寸不够大,需要选一个较大的阀门重新 计算阀门的 CV 。 空化 :在压力降低到液体的蒸汽压力时,在缩流处会产生气泡,在下游压力恢复到高于该温 度下液体的蒸汽压力时,气体又会转变为液体。这种从液体-气体-液体的整个相变过程称为空化。 1.2 单位说明 本文中的计算公式的单位多采用英制单位,采用工程单位或国际标准 SI 单位,仅需要在公式 中增加一项单位转换系数或改变原有的系数。 对于可压缩流体,当选定其流量单位为体积流量时,在 INTOOLS 软件会提示用户该流量是对应 于 @flow、 @Normal、Standard 、@Base 四种状态中的哪一种。 @flow :对应于操作状态 @Normal :对应于公制的标准状态,即温度为 0℃ 、压力为 1 atm 。 说明
调节阀流量系数计算公式及数据选择
调节阀流量系数计算公式及数据选择调节阀的流量系数(Cv)是指在给定的压差下,调节阀能够通过的流体的体积流量。
它是衡量调节阀性能的重要参数之一、通常情况下,调节阀流量系数的计算公式为:Cv = Q / sqrt(ΔP)其中,Cv为流量系数,Q为流量,ΔP为压差。
在实际应用中,选择合适的流量系数对于调节阀的性能至关重要。
以下是一些常用的数据选择方法和公式。
1.流量系数计算公式:根据调节阀的使用场景和流体介质的特性,可以选择不同的流量系数计算公式。
常见的计算公式包括:- 标准流量系数公式:Cv = Q / sqrt(ΔP)- 输入流量系数公式:Cv = Q / sqrt(△h * g)- 出口流量系数公式:Cv = Q / sqrt(△z)2.流量系数选择方法:为了选择合适的流量系数,需要考虑以下因素:-流量需求:首先需要确定所需的流量范围,包括最小和最大流量。
-压差需求:根据流量要求和管道系统的特性,确定所需的压差范围。
-流体介质:不同的流体介质对调节阀的流量系数有不同的要求,例如气体和液体,不同的密度和黏度对流量系数具有影响。
-系统要求:根据系统的性能要求,选择合适的流量系数。
3.流量系数常用值:根据实际经验和行业标准,一些常用的流量系数值如下:-常规控制阀:Cv=0.01~10-高流量控制阀:Cv=10~50-小流量控制阀:Cv<0.01-紧急切断阀:Cv>504.其他因素的考虑:流量系数的选择还需要考虑其他因素,如调节阀的类型、阀座直径和开启程度等。
不同类型的调节阀可能需要不同的流量系数。
综上所述,在选择调节阀的流量系数时,需要根据流量需求、压差需求、流体介质和系统要求等因素进行评估。
在实际应用中,可以根据常见的流量系数计算公式和经验值来进行选择,并结合实验数据进行调整和优化。
调节阀的口径计算
调节阀的⼝径计算控制阀的⼝径计算⼀、引⾔控制阀(调节阀)在⼯业⽣产过程⾃控系统中的作⽤犹如“⼿⾜”,其重要性是不⾔⽽喻的。
如何使⽤户获得满意的产品,除了制造上的精⼯细作外,还取决于正确的⼝径计算,产品选型,材料选⽤等,⽽其前提是要准确掌握介质、流量、压⼒、温度、⽐重等⼯艺参数和技术要求。
这是供需双⽅务必充分注意的。
本⼿册编制参考了国内外有关专业⽂献,也结合了我⼚长期来产品选型计算中的实际经验。
⼆、术语定义1、调节阀的流量系数流量系数Kv值的定义:当调节阀全开,阀两端压差为1×102Kpa(1.03巴)时,流体⽐重为1g/cm3的5℃~40℃⽔,每⼩时流过调节阀的⽴⽅⽶数或吨数。
Kv是⽆量纲,仅采⽤m3/h或T/h的数值。
Cv值则是当阀全开,阀前后压差1PSi,室温⽔每分钟流过阀门的美加仑数。
Cv=1.167 Kv。
确定调节阀⼝径的依据是流量系数Kv值或Cv值。
所以正确计算Kv(Cv)值就关系到能否保证调节品质和⼯程的经济性。
若⼝径选得过⼤,不仅不经济,⽽且调节阀经常⼯作在⼩开度,会影响控制质量,易引起振荡和噪⾳,密封⾯易冲蚀,缩短阀的使⽤寿命。
若⼝径选得过⼩,会使调节阀⼯作开度过⼤,超负荷运⾏,甚⾄不能满⾜最⼤流量要求,调节特性差,容易出现事故。
所以⼝径的选择必须合理,其要求是保证最⼤流量Qmax时阀的最⼤开度Kmax≤90%,实际⼯作开度在40—80%为宜,最⼩流量Qmin时的开度Kmin≥10%。
如兼顾⽣产发展,Kmax可选在70—80%,但必须满⾜Kmin≮10%。
对⾼压阀、双座阀、蝶阀等⼩开度冲刷厉害或稳定性差的阀则应⼤于20%~30%。
2、压差压差是介质流动的必要条件,调节阀的压差为介质流经阀时的前后压⼒之差,即ΔP=P1-P2。
在亚临界流状态下,压差的⼤⼩直接影响流量的⼤⼩。
调节阀全开压差是有控制的,其与整个系统压降之⽐(称S)是评定调节阀调节性能好坏的依据,如果流量波动较⼤时,S值应⼤些;波动⼩,也应⼩些。
调节阀设计计算选型导则
调节阀设计计算选型导则(一)发布时间:2007-11-29 编辑:service 来源:尤克强直接进论坛1 前言调节阀是生产过程自动化系统中最常见的一种执行器,一般的自动控制系统是由对象、检测仪表、控制器、执型器等所组成。
调节阀直接与流体接触,控制流体的压力或流量。
人们常把测量仪表称之为生产过程自动化的“眼睛”;把控制器称之为“大脑”;把执行器称之为“手脚”。
自动控制系统一切先进的控制理论,巧秒的控制思想,复杂的控制策略都是通过执行器对被控对象进行作用的。
正确选取调节阀的结构型式、流量特性、流通能力;正确选取执行机构的输出力矩或推力与行程;对于自动控制系统的稳定性、经济合理性起着十分重要的作用。
如果计算错误,选择不当,将直接影响控制系统的性能,甚至无法实现自动控制。
控制系统中因为调节阀选取不当,使得自动控制系统产生震荡不能正常运行的事例很多很多。
因此,在自动控制系统的设计过程中,调节阀的设计选型计算是必须认真考虑、将设计的重要环节。
正确选取符合某一具体的控制系统要求的调节阀,必须掌握流体力学的基本理论。
充分了解各种类型阀的结构型式及其特性,深入了解控制对象和控制系统组成的特征。
选取调节阀的重点是阀径选择,而阀径选择在于流通能力的计算。
流通能力计算公式已经比较成熟,而且可借助于计算机,然而各种参数的选取很有学问,最后的拍板定案更需要深思熟虑。
2 调节阀的结构型式及其选择常用的调节阀有座式阀和蝶阀两类。
随着生产技术的发展,调节阀结构型式越来越多,以适应不同工艺流程,不同工艺介质的特殊要求。
按照调节阀结构型式的不同,逐步发展产生了单座阀、双座阀、角型阀、套筒阀(笼型阀)、三通分流阀、三通合流阀、隔膜阀、波纹管阀、O型球阀、V型球阀、偏心旋转阀(凸轮绕曲阀)、普通蝶阀、多偏心蝶阀等等。
如何选择调节阀的结构型式?主要是根据工艺参数(温度、压力、流量),介质性质(粘度、腐蚀性、毒性、杂质状况),以及调节系统的要求(可调比、噪音、泄漏量)综合考虑来确定。
调节阀开度计算公式
调节阀开度计算公式
调节阀的开度可以通过以下公式进行计算:
开度 = (实际开度初始开度) / (全程开度初始开度) 100%。
其中,实际开度是指调节阀当前的开度值,初始开度是指调节
阀的初始开度值,全程开度是指调节阀的全程开度范围。
这个公式可以帮助工程师或操作人员计算出调节阀的实际开度
百分比,从而了解调节阀的具体状态。
这对于控制流体流量或压力
具有重要意义。
在实际操作中,需要根据具体情况进行实际测量和
计算,以确保得到准确的开度值。
另外,有些调节阀可能采用不同的控制方式,如手动、电动或
气动控制,因此在计算开度时需要考虑到不同的控制方式可能会有
不同的计算方法。
此外,还需要考虑到调节阀的特性曲线以及流体
性质等因素对开度的影响。
总之,调节阀的开度计算公式是一个基本的计算工具,但在实
际应用中需要结合具体情况进行综合考虑和分析,以确保获得准确的开度数值。
调节阀计算公式
1.Cv 值的定义Cv 值定义:阀处于全开状态,两端压差为1磅/英寸2(0.07kgf/cm2)的条件下,60F (15.6 摄氏度)的清水,每分钟通过阀的美加仑数。
2. 液体的Cv 值计算公式液体的CV 值计算公式是根据流体流过简单孔场合的理论流速(R Pg V ∆=2,其中V :孔部分的理论流速;R :流体的比重;P ∆:流体的压差)而推导出适合Cv 值定义的计算公式。
2117.1P P GQ Cv -= 公式:(1-1)Q :最大流量 m3/hrG :比重(水=1)P1:进口压力 kgf/cm2 AP2:出口压力 kgf/cm2 A注:P1和P2为最大流量时的压力。
适合雷诺数较大的场合。
当雷诺数很小时,介质流向接近层流时需要进行修正。
3. 气体的Cv 值计算公式1)21P P <∆时 )21()273(287P P P T G QCv +∆+= 2)21P P >∆时1249)273(P T G Q Cv +=注: Q :标准状态下最大流量 Nm3/hG :比重(空气=1)T :流体温度(℃)P1:绝对进口压力P2:绝对出口压力4. 水蒸汽的Cv 值计算公式1)21P P <∆时 )21(67.13P P P WKCv +∆= 2)21P P >∆时 19.11P WK Cv = 注:W :最大流量(kg/h ) K=1+(0.0013*过热温度)5. 其他蒸汽的Cv 值计算P V V WCv ∆+=211210注: V1=进口压力下蒸汽比容 cm3/g V2=出口压力下蒸汽比容 cm3/g。
调节阀计算条件及计算结果方案
TRT工作
TRT用气量:11万m3/h
工作压力:110Kpa
PV102A、PV102C全关、
PV102B调节、保持炉顶压力120Kpa、
多余煤气:2万m3/h~4万m3/h
调压阀组工作压力:120~130KPa
工况2
TRT不工作
高炉产生的煤气全部
由调压阀组排入管网
PV102A切换
PV102B、PV102C调节、保持炉顶压力120Kpa、
17.3%
管外径×壁厚
1620×10 mm
执行机构
气动活塞式
电动整体比例调节型
安装方式
水平管道
动作
快开/慢关
输入4~20mA、输出4~20mA
管道材质
Q235A
附件
手动机构、法兰全套
材料
阀体:ZG230~450、阀板:1Cr18Ni9Ti
数量
1套
数量
1
1
1
*注:此计算结果完全按照客户提供工艺参数计算。
最大流量:13万m3/h~15万m3/h
调压阀组工作压力:120~130KPa
附加说明
1、以上参数于******厂现场提供。
2、控制除尘效率、粉尘颗粒应< 20mg/m3、是延长阀组寿命的最有效方法。
3、严格控制除尘时喷水、含水粉尘粘结于布袋、煤气通道受阻、造成布袋毁坏。
4、按工艺参数合理阀门形式、及阀门的结构,避免射流对阀门的冲蚀、延长阀组寿命。
5、偏面追求高产量、必定使煤气量提高、粉尘量相应增大、布袋寿命缩短。
改进措施
1、按工艺流程和工况合理选定调节阀结构、口径。避免调节阀在小开度工作而产生射流现象、冲坏阀体。
2、调节阀型号由600S改成600B型密闭型、阀体为铸钢件、增强抗冲刷能力。
调节阀的压降计算公式
调节阀的压降计算公式调节阀的压降计算公式是工程领域中常用的公式,用于计算调节阀在管道中的压降情况。
在工程设计和运行过程中,准确计算调节阀的压降是非常重要的,可以帮助工程师合理选择调节阀的尺寸和类型,确保系统正常运行。
以下是调节阀的压降计算公式及相关内容。
1. 调节阀的压降计算公式:调节阀的压降计算公式主要包括两个部分:一是管道的压降计算,二是调节阀的压降计算。
综合考虑管道和调节阀的阻力特性,可以得到如下的压降计算公式:ΔP = K * ρ * V² / 2其中,ΔP为压降,单位为帕斯卡(Pa);K为阻力系数,是管道和调节阀的阻力系数之和,无单位;ρ为流体密度,单位为千克/立方米;V为流体流速,单位为米/秒。
2. 调节阀的阻力系数K的计算:调节阀的阻力系数K是由管道和调节阀的阻力系数之和,可以通过实验测定或计算得到。
一般情况下,调节阀的阻力系数可通过调节阀的流量特性曲线来确定。
调节阀的阻力系数K越大,表示阻力越大,压降也会随之增加。
3. 流体密度ρ的计算:流体密度ρ是流体的质量与体积的比值,是流体的一个物理性质。
在工程计算中,可以根据流体的类型和温度来确定流体的密度。
流体密度的计算对于压降计算非常重要,因为密度的变化会影响压降的计算结果。
4. 流体流速V的计算:流体流速V是流体通过管道和调节阀的速度,是压降计算的一个重要参数。
流体流速的计算一般通过流量和管道的截面积来计算得到。
流体流速的大小会直接影响压降的计算结果,因此在工程设计和运行中需要准确计算流体流速。
5. 压降计算的应用:调节阀的压降计算公式可以帮助工程师合理选择调节阀的尺寸和类型,确保系统正常运行。
通过压降计算,可以评估调节阀的阻力特性,调节阀的性能和工作状态,为工程的设计和运行提供重要的参考依据。
压降计算的准确性和合理性对于工程的安全运行和节能降耗具有重要的意义。
综上所述,调节阀的压降计算公式是工程设计和运行中的重要内容,可以帮助工程师合理选择调节阀的尺寸和类型,确保系统的正常运行。
调节阀KV值计算 Microsoft Word 文档
调节阀的计算、选型方法调节阀根据驱动方式分类,一般分为气动调节阀、电动调节阀、液动调节阀、自力式调节阀等。
根据结构可分为单座调节阀、双座调节阀、套筒调节阀、角式调节阀、球阀、蝶阀等九大类。
调节阀的计算选型是指在选用调节阀时,通过对流经阀门介质的参数进行计算,确定阀门的流通能力,选择正确的阀门型式、规格等参数,包括公称通径,阀座直径,公称压力等,正确的计算选型是确保调节阀使用效果的重要环节。
1.调节阀流量系数计算公式1.1 流量系数符号:Cv—英制单位的流量系数,其定义为:温度60°F(15.6℃)的水,在16/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5~40℃的水,在105Pa压降下,每小时流过调节阀的立方米数。
注:Cv≈1.16 Kv1.2不可压缩流体(液体)Kv值计算公式1.2.1 一般液体的Kv值计算#式中:P1—阀入口绝对压力KPa 2—阀出口绝对压力KPaQL—液体流量 m3/h ρ—液体密度g/cm3FL—压力恢复系数,与调节阀阀型有关,附后FF—流体临界压力比系数,PV—阀入口温度下,介质的饱和蒸汽压(绝对压力KPa)PC—物质热力学临界压力(绝对压力KPa)注:如果需要,本公司可提供部分介质的PV值和PC值1.2.2 高粘度液体Kv值计算当液体粘度过高时,按一般液体公式计算出的Kv值误差过大,必须进行修正,修正后的流量系数为式中:K′V —修正后的流量系数 KV —不考虑粘度修正时计算的流量系数FR—粘度修正系数(FR值从FR~Rev关系曲线图中确定)计算雷诺数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:对于有二个平行流路的调节阀,如双座阀,蝶阀,偏心旋转阀等:1.3可压缩流体—气体的KV值计算式中:P1—阀入口绝对压力KPa P2—阀出口绝对压力KPaQg—气体流量 Nm3/h G—气体比重(空气=1)t—气体温度℃ Z—高压气体(PN>10MPa)的压缩系数注:当介质工作压力≤10MPa时,Z=1;当介质工作压力>10MPa时,Z>1,具体值查有关资料。
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)
调节阀面积计算公式
调节阀面积计算公式调节阀是一种用于控制流体流动的装置,通常用于调节管道中的流量、压力和温度。
在工业生产中,调节阀的使用非常普遍,因为它可以帮助工程师们精确控制流体流动,从而实现对生产过程的精确控制。
在设计和选择调节阀时,计算阀的面积是非常重要的一步,因为它直接影响着阀的流量特性和控制精度。
本文将介绍调节阀面积的计算公式及其应用。
调节阀的面积计算公式可以帮助工程师们快速准确地确定阀的尺寸,从而满足工艺流程对流体流量的要求。
一般来说,调节阀的面积计算公式可以分为两种情况,一种是通过阀的流量系数来计算,另一种是通过阀的流量特性曲线来计算。
下面将分别介绍这两种情况的计算公式及其应用。
1. 通过阀的流量系数来计算。
调节阀的流量系数通常用Cv表示,它是一个无量纲的参数,表示在标准状态下,阀完全打开时单位时间内通过阀的水流量。
Cv值越大,阀的流量能力就越大。
通过Cv值可以快速确定阀的面积,其计算公式如下:A = Q / (Cv sqrt(ΔP))。
其中,A表示阀的面积,单位为平方英寸;Q表示通过阀的流量,单位为加仑/分钟;ΔP表示阀前后的压差,单位为psi。
这个公式可以帮助工程师们快速确定阀的面积,从而选择合适的阀型号和尺寸。
2. 通过阀的流量特性曲线来计算。
有些情况下,工程师们需要根据阀的流量特性曲线来确定阀的面积。
调节阀的流量特性曲线通常是由阀的流量系数Cv和开度之间的关系来描述的,通过这个曲线可以直观地看出阀在不同开度下的流量特性。
在这种情况下,可以使用下面的公式来计算阀的面积:A = Q / (Cv sqrt(ΔP) f(x))。
其中,A表示阀的面积,单位为平方英寸;Q表示通过阀的流量,单位为加仑/分钟;ΔP表示阀前后的压差,单位为psi;f(x)表示阀的流量特性曲线的修正系数,它是一个与阀的开度有关的参数。
通过这个公式,工程师们可以根据阀的流量特性曲线来确定阀的面积,从而实现对流量的精确控制。
在工程实践中,选择合适的调节阀是非常重要的一步,因为它直接影响着生产过程的控制精度和稳定性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
设计导则SGIN 0053 -2000调节阀计算导则实施日期 2006年1月1日第 1 页共 38 页目录序言 (3)1说明1.1名词和术语 (4)1.2单位说明 (5)1.3计算公式中的符号说明 (5)2调节阀尺寸计算2.1不可压缩流体的调节阀计算 (6)2.2可压缩流体的调节阀计算 (13)2.3两相流流体的调节阀计算 (17)3调节阀噪声计算3.1液体噪声估算 (17)3.2气体噪声估算 (17)3.3蒸汽噪声估算 (17)4调节阀计算程序说明4.1InstruCalc (17)4.2Intools (18)5附录A InstruCALC 调节阀计算公式5.1不可压缩流体的调节阀计算 (19)5.2气体调节阀计算公式 (20)5.3两相流阀门计算 (22)6附录B INtools 调节阀计算公式6.1不可压缩流体的调节阀计算 (24)6.2可压缩流体(气体、蒸汽)的阀门计算 (27)7附件C INtools 调节阀噪声计算公式7.1按Masoneilan标准计算水力学噪声 (30)7.2按IEC标准计算水力学噪声 (30)7.3空气动力学噪音 ( ISA 标准) (32)7.4空气动力学噪音 ( IEC 标准) (36)序言本导则规定了调节阀的计算方法和选型的原则,正确的计算与合理地选用调节阀才能很好地实现控制功能、节省投资、并避免出现控制精度低、阀门在小流量时不稳定、阀门使用寿命短、以及由于闪蒸或空化作用所导致的阀门损坏等问题。
调节阀的计算主要依据ISA 或IEC的相关标准,亦可采用Fisher-Rosemount、 Masoneilan 计算公式,这些标准提供的调节阀计算公式是依据大量的实验测试得出的,它们成立是有条件的。
例如根据ANSI/ISA S75.01标准计算不可压缩流体的调节阀流通能力,提出下面几点限制条件:(1)流体是不可压缩的;(2)流动是稳定的;(3)流动是一维的;(4)按非粘性流体来分析;(5)流体不发生相变。
当缩流处的压力小于该操作条件下液体蒸汽压时,部分液体会汽化,流体呈现气液两相状态,这是一种热力学不稳定状态。
不能按照一般的流体计算公式来计算流通能力C V。
因为流体已经不能视为不可压缩流体。
当压差大于等于允许压差,流体处于阻塞流状态,在阻塞流状态流量与压降的开方不再成比例。
ISA标准提出了对应于阻塞流状态的流量计算公式,该公式中引入临界压力比系数以克服阻塞流的影响。
各种标准的调节阀计算公式都对流体作出如下的限制:即流体是牛顿型不可压缩流体(液体)、牛顿型可压缩流体(气体、蒸汽)、以及上述两种流体的均匀混合物。
由于实际使用与实验测试条件不同,例如调节阀配管中其他阻力件的引入、流体的流动状态的变化等,都会导致计算结果出现误差。
通过在公式中引入管道修正系数,雷诺数修正系数以补偿(或减少)这种误差。
调节阀尺寸计算主要涉及如何确定阀门的流通能力C V, 流通能力又是确定阀门尺寸的重要依据,结合计算C V值和阀门制造厂的选型数据确定选用C V值和阀门的口径。
而确定阀门尺寸是属于阀门选型过程。
这些计算公式同样适用于在阀门已经确定的条件下,根据阀前后的压降计算通过阀的流量、或者根据通过阀的流量计算阀两端的压降。
后者称为使用计算;前者(确定流通能力C V)称为选型计算。
影响阀门计算的因素很多,对于不可压缩流体来说,阀两端的压降、流体是否出现阻塞流,流体的流动状态、管路系统中其他阻力件的引入都会影响阀门流通能力的计算。
此外由于流通能力是以液体来标定的,对于气体来说不同流路形式的阀门,虽然流通能力相同、实际使用效果可能存在很大差异。
对于直流路的蝶阀和球阀、其压力恢复能力强。
对于单座阀、套筒阀等流道为非流线型的阀门,其压力恢复能力较差。
在阀门选型时、具有相同流通能力的球阀和单座阀,由于前者流道具有直线性,具有较小的流通面积,对于气体来说阀门结构形式的差别对流通量的影响很小,而流通面积产生的影响却很大。
因此对气体来说,在相同工况下, 球阀比单座阀更容易出现临界流和阻塞流情况,实际通过的最大流量也要小于相应的单座阀。
高压力恢复阀(如球阀)的允许压差要小于低压力恢复阀(如单座阀)。
1 说明1.1名词和术语阀流通能力C V:在阀门全开的条件下,温度60 o F (华氏度)的水,在1lb/in2压降下,每分钟通过的流体数量。
(单位:美国加仑) 缩流Vena Contracta:流体经过调节阀节流件其流通面积会缩小,在流束的最小截面处对应的点称为缩流点。
在缩流点上下游处流体的流动状况是不同的。
从上游侧到缩流处的各点,其流动状态非常接近理想状态(热力学等熵过程)。
根据伯努利方程,机械能本身并没有损失,仅仅从一种形式转化为另一种形式。
忽略位能的影响,流体的能量单纯地从压力能变为动能。
对于从缩流处到调节阀下游的流体状态是属于非理想状态的,下游流体的流速被恢复,但压力不能完全恢复,有一部分机械能被流体本身吸收或以热能的形式被环境吸收。
阻塞流:对于一已知的阀门,增加阀门两端的压差,并不能使通过阀门的流量无限增加,当压差增加到某一点时,实际的质量流量的增加小于预期的流量,这种限制质量流量的情况称为阻塞流。
允许压差:把产生流体阻塞处的压差称为允许压差。
对于不可压缩流体,如果阀门的压降大于允许压差,在阀门节流件的缩流处的压力低于该状态下的液体蒸汽压,部分液体汽化,进入到热力学不稳定状态。
调节阀计算中应避免出现阻塞流。
将允许压差带入到流量计算公式中得到阀门的阻塞流速率,如果该流率小于所要求的最大流率,则阀门的尺寸不够大,需要选一个较大的阀门重新计算阀门的C V。
空化:在压力降低到液体的蒸汽压力时,在缩流处会产生气泡,在下游压力恢复到高于该温度下液体的蒸汽压力时,气体又会转变为液体。
这种从液体-气体-液体的整个相变过程称为空化。
1.2单位说明本文中的计算公式的单位多采用英制单位,采用工程单位或国际标准SI单位,仅需要在公式中增加一项单位转换系数或改变原有的系数。
对于可压缩流体,当选定其流量单位为体积流量时,在INTOOLS软件会提示用户该流量是对应于 @flow、 @Normal、Standard 、@Base四种状态中的哪一种。
@flow :对应于操作状态@Normal :对应于公制的标准状态,即温度为0℃、压力为1 atm 。
Standard :对应于英制的标准状态,即温度为60 O F 、压力为1 atm 。
@Base :指某一基准状态,当某一状态的工艺数据为已知时,可以将该工况设为基准状态,可以利用该基准状态去计算另一状态下的数据,为方便起见通常将基准状态设为@Normal标准状态或Standard标准状态。
1.3 计算公式中的符号说明A 流体的横截面积m2C V阀流通能力D 阀公称直径inD1阀入口管道内径inD2 阀出口管道内径inγn 操作温度、压力下的流体密度lb/in3F d阀型式修正系数κ比热比F K比热比系数F L额定压力恢复系数F LP等效的液体压力恢复系数F P管道修正系数F R雷诺数校正系数G f操作状态下比重M 分子量M S操作状态下马赫数P 压力Pa(A )P1上游绝对压力Pa(A )P2下游绝对压力Pa(A )P C临界压力Pa(A )P VAP 液体饱和蒸汽压力Pa(A )ΔP 阀门压力降PaSL 噪音dB(A)SL G 气体属性系数dB(A)t 管道壁厚inT1上游绝对温度RT SH蒸汽过热温度o FRe D 雷诺数v 流速m/sV e两相流等效比容ft3/lbV f液体比容ft3/lbv g气体比容ft3/lbV g气体百分比Q 流量galW 总流量lb/hW f液体流量lb/hW g气体流量lb/hX1压力降与阀入口压力比X T 额定压力降比X TP 阀和管件压力降比的乘积Y 膨胀系数Z 相对于零势能平面的高度mη 声效系数2 调节阀尺寸计算2.1 不可压缩流体的调节阀计算2.1.1 调节阀计算公式的推导:调节阀计算主要遵循能量守恒和物质守恒(流体连续性)热力学第一定律:常数=++−⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛++U q w gZ P g 2v c 2ρ(2.1.1-1) 忽略系统内能的变化,热力学第一定律数学表达式可以转化为如下的形式: 常数=++gZ P g 2v c 2ρ (2.1.1-2)该公式中的各项分别是:速度头、压力头和势能,他们均率属于机械能可以直接作功。
该运动学方程被称为伯努利方程。
流体经过阀门还遵循流体质量守恒定律,对于稳流情况下,其数学表达式如下所示:ρvA = 常数 (2.1.1-3)该方程被称为流体连续性方程。
对于液体调节阀计算的假设:(1) 流体是不可压缩的(2) 流动是稳定的(3) 流动是一维的(4) 按非粘性流体来分析(5) 流体不发生相变2.1.2 概念和术语缩流Vena Contracta: 流体经过调节阀节流件其流通面积会缩小,在流束的最小截面处对应的点称为缩流点。
在缩流处点上下游处流体的流动状况是不同的。
从上游侧到缩流处的各点,其流动状态非常接近理想状态(热力学等熵过程)。
根据伯努利方程,机械能本身并没有损失,仅仅从一种形式转化为另一种形式。
进一步说,因为流束的中心线的改变非常小,则其高度的变化可以忽略不计,忽略位能的影响,流体的能量单纯地从压力能变为动能,流体连续性方程适用于该过程。
在流体通过节流件时,流速与流体的流通面积成反比。
由上面公式可以推导出在缩流处流速的公式ρ v 1 A 1 = 常数ρ v VC A VC = 常数VC 11VC A A v v ⋅= (2.1.2-1)注:上面公式中的符号使用的下角标含义如下:1 ――对应节流件上游2 ――对应节流件下游VC ――对应缩流处根据伯努利方程,忽略高度的变化得到如下的公式:VC c 2C V 1c 21P g 2v P g 2v +=+ρρ (2.1.2-2)推导得出如下的缩流处压力P VC 计算公式:⎥⎦⎤⎢⎣⎡−−=1A A (g 2v P P 2VC 1c 211VC ρ (2.1.2-3)在流束截面积最小处,流速最大,流体压力最小。
对于从缩流处到阀门下游的流体状态是属于非理想状态的,伯努利方程不再适用。
根据流体连续性方程,由于在下游流通截面积被恢复,流速也被恢复。
但由于是非理想状况,总的机械能并未被恢复,有一部分机械能被流体本身吸收或以热能的形式被环境吸收。
由热力学第一定律可得到:w gZ P g U q gZ P g U c c ++++=++++22222112112v 2v ρρ (2.1.2-4)因为经过节流件并没有作功,忽略高度的变化,将各个热力项合并为单独一项H 1公式变为:12c 221c 21H P g 2v ρP g 2v ρ++=+ (2.1.2-5)由于速度在下游处恢复到上游处的流速,这样上式转化为:P 1 = P 2 + H 1上式表明流体经过节流件时,压力下降而热力项增加,这种热力项损失与速度的平方成正比,通常用下面的方程式来表示:2v K H 2S 1ρ∗=比例常数K S 为有效压力损失系数并由经验确定。