调节阀系数计算

口之间压力恢复程度
数值上等于产生阻塞流时
实际测得的最大流量
与以此时阀入口压力与缩流断面的压力之差作为压
差，按非阻塞流条件计算而得到的理论流量之比。
由上式可知，只要求得Pvcr,便可判断形成阻塞流的
条件，如下式成立，则为产生阻塞流。此时只要
p FL2 (P1 Pvcr) FL2 (P1 FFPv) 将后式代入△P即可。
阻塞流
P1,P2,△P,Pv,Pc
Mpa(绝压)
QL：液体体积流量
m3/h
WL:液体重量流量
m3/h
ρL：液体密度
kg/m3
ν:运动粘度
10-6m2/s(厘斯)
D1,D2阀入口、出口处管径 mm
d:阀径
mm
阀压差△P 24.5 P1
FL2(P1-FFPV) 20.1003
QL
0
WL
D1
17 D2
26.2 Pc 11.38 Pv
p FL2 (P1 Pvcr) FL2 (P1 FFPv)
4 液体介质的流量系数计算
1.判别流体是否为阻塞流
2.非阻塞流时 Kv 102 QL
L
P1 P2
Kv 102WL / L(P1 P2)
0 0.528498198
阻塞流时
Kv 102 QL
L FL2 (P1 FFPv)
判断结果：
C100 d2
2
Cv 0.583479407
Rev
0
Rev 5118912.662
Rev
0
Rev 3583238.864
C' #DIV/0!
C100/d2 ξ1 ξ2 ξB1 ξB2
0.0225
0.38319 0.76638 0.98448 0.98448
2
1
0.5
1
d D1
2
0.5
1
d D2
m n Sn / SQmax (Kv)max=m(Kv)n
Kv 1.002147521
Kv
0
Kv
0
Kv #DIV/0!
Kv 2.664687793
Kv Fp Kv" SQmax
m
(Kv)max
5.69 1
5.69 0.1875
2
11.38
C100/d2
ξ1 ξ2 ξB1 ξB2
0.289 0.578 0.334 0.334
正常情况：Qcmax=Qmax*1.15～1.5
其它情况：Qcmax=Qmax*1.25 最小流量Qmin:当最小流量比正常流量小得多，或者 S100特别低时需考虑。最小流量是指工艺
装置运行时可能出现的稳态最小流量，而不是阀门的 泄 量漏 时量 ，。 应当 采此 用低 分于 程调 控节 制阀 的可 方控 法制 来的 解最 决低，流或者改变阀型 。 2.2 阀压降△P及阀阻比S100的确定
5190P1Y X
Kv Qg
T1MZ
24600P1Y X
Kv Qg
T1GZ
4570PY1 X
判断结果 非阻塞流
B1
1
d D1
4
4
B2
1
d D
2
Kv 2.143330083
Kv
0
Kv
0
ξ1+ξ2 1.14957
252 400 1.5
0.771 5.09 368
k 1.29 Fk 0.921 △P 0.1 Sn 0.48 n 1.25
Re v 49490QL / FLFpKV 49490WL / L FLFpKV
若Rev＞3500，则不用修正 若Rev＜3500，则C'=C/FR 4.管道修正系数
①非阻塞流条件下
1
0.5
1
d D1
2
2
0.5
1
d D2
2
1 2 B1 B2
Fp 1/
1
0.0016
B1
1
d D1
4
4
B2
1
d D
2
Kv #DIV/0! Kv 5.690514156
2
1
0.5
1
d D1
2
0.5
1
d D2
2
1 2 B1 B2
Fp 1/
1
0.0016
C100 d2
2
Kv
d
12
Fp
1
Kv"
0
Kv Qg T1N Z 2930P1 KXT
Kv Qg
流量系数C的定义
符号
定义
相互关系
给定行程下，温度为5～40℃的水，阀两端压差
C 为1kgf/cm2时每小时流经调节阀的体积（以m³表
示）
C是流量系数的通用符， 我国过去曾长期使用
Kv
给定行程下，温度为5～40℃的水，阀两端压差
Kv=1.01C
为102kPa时，每小时流经调节阀的体积（以m³表示） 我国推荐使用Kv
XTP——管道修正时的压差比系数
X TP
XT FP 2
1
1
XT 0.0018
(1
B1 )
KV 100 d2
2
X=△P/P1 FkXT Y XTP
0.066666667 0.663428571 0.985257143
0.72
1.判断是否为阻塞流 2.当为非阻塞流条件时
Kv Qg
T1N Z
给定行程下，温度为60℉的水，阀两端压差
Cv 为1lb/in2时，每分钟流经调节阀的体积（以美国加 Cv=1.167C
仑USgal表示）
1 对于牛顿型不可压缩流体（液体）
即粘度为常数
Q AF v AF
C v
p1 p2
A:常数
F：调节阀流通面积 ξv:调节阀阻力系数（随 阀门开度而变化）
C Q / p /
D1 50 mm
D2 50 mm
XT 0.72
Z
1
Kv Qg
T1N Z
5190P1Y X
Kv Qg
T1MZ
24600P1Y X
Kv Qg
T1GZ
4570PY1 X
Kv Wg
T1Z
1100P1Y XM
Kv Wg
1
100Y XP11
①当D1，D2>>d,需要管道修正:Kv"=Kv/Fp ②当X<FkXTP时，需要管道修正:Kv"=Kv/Fp 3.当为阻塞流条件时
ρN：标准状态（273K、
1.013x102kPa)下的密度 kg/m3
ρ1:阀入口条件下气体密 度
kg/m3
k——比热容比（绝热系数） Fp——管件形状修正系数 Fp 1/
1
0.0016
C100 d2
2
T1：阀入口温度 K M：分子量，无量纲 M=22.4ρN G：相对密度(空气为1) 无量纲
Xt的数值只取决于阀的结构，即流路形式。因此只要 制造厂提供各类调节阀的Xt值，便可将 X≥FkXt作为形成阻塞流的条件，并把P1-（FkXt）= △Pcr作为△P代入计算C值的公式。 对于不可压缩的流体（液体） 缩流断面：由节流原理可知，流体在节流时流速增 加而静压降低，在节流口后流束截面并不立即扩 大，而继续缩小到一个最小值，此处流速最大而静压 最低，称为缩流断面。 闪蒸：若以Pvc表示缩流处的压力，则当Pvc小于入 口温度下流体介质饱和蒸汽压力Pv时，部分液体 发生相变，形成气泡，产生闪蒸。继续降低Pvc，流 体便会形成阻塞流。 此时的Pvc以Pvcr表示，其数值与液体介质的物理性 质有关Pvcr=FFPv 式中，Ff是液体临界压力比系数，它是阻塞流条件下 的缩流断面压力与阀入口温度下的液体饱和蒸 汽压力Pv之比，是Pv与液体临界压力Pc之比的函数
工程普遍推荐：S100=0.3～0.5
对于高压系统，考虑到节约动力消耗：S≥0.15 对于气体介质，由于管路阻力损失小，调节阀压降所 占 对比 于例 系较 统大 工， 作S压1力00经>0常.5波动的场合，如锅炉给水调节 系 而统 波， 动由 ，于 使阀 S1压00降进会一随步系下统降工。作因压此力在的确波定动最大流量 计算阀压降时，还应增加系统工作压力的5%-10%
FF 0.96 0.28 Pv / Pc
为了能在计算C值时事先确定产生阻塞流的阀压降△
Pcr,又引入一个压力恢复系数FL，定义为：
FL Pcr / Pvcr (P1 P2)cr P1 Pvcr
FL对于一特定形式的调节 阀是一个固定常数。 它只与阀的结构、流路有 关，与阀径无关。
FL表示缩流断面处与阀出
C Q / p /
上式所提的计算阀压降最好是计算最大流量的阀压降 。 计但 算目 最前 大的 流设 量计 下方 的法 阀往 压往 降不 和能 阀精 前确 压地 力提P1供，计所算以推荐使 用 流正 量常 Qn阀一压起降计△算P正n作常为流计量算条阀件压下降的，流与量正系常数Cn.然 后，推算出最大计算流量时的流量系数Cmax。 3 阻塞流及其对流量系数的影响 上式只适用于不可压缩液体。对于气体或蒸汽等可压 缩流体，由于节流前后密度发生了变化，因此 需要将此式加以修正。如下情况需修正：
2 主要计算参数的确定
2.1 计算流量的确定 正常流量Qn:工艺装置额定状态下稳定运行时流经调 节 稳阀态的最流大量流。量Qmax：工艺装置正常运行中可能出现 的 计静算态最最大大流流量量Qc。max:为克服干扰，调节阀必须保证 的动态最大流量。 Qcmax=Qmax*（S+X）
S=特定开度下的阀压降/管路系统总摩擦阻力降
1.621 FL 0.9 FF 0.85431422 0.1964
①当流体在阀体内形成阻塞流（Chocked flow)时；
②当流体处于非湍流流动状态时；
③当阀两端与工艺管道间装有过渡管件时。 阻塞流：当阀前压力P1保持一定，而逐步降低阀后 压力P2时，流经调节阀的流量会增加到一个最大 极限，再继续降低P2，流量不再增加。此时的流动状 态称为阻塞流。 因此为了精确求得此时的C值，只能把开始产生阻塞 流时的阀压降△Pcr作为计算阀压降。 对于可压缩流体，引入一个压差比：X=△P/P1 若以空气试验，对于一确定的调节阀，当产生阻塞流 时，其压差比是一个固定的常数，称为临界 压差比XT。对于其它可压缩流体，只要对XT乘以比热 容比系数FK（FK=K/1.4），皆为产生阻塞流 的临界条件。
T1MZ
13900P1 KXT
Kv Qg T1GZ 2580P1 KXT
Kv Wg
T1Z
620P1 KXT M
Kv Wg
1
56.37 KXT P11
①当D1，D2>>d,需要管道修正:Kv"=Kv/Fp
②当X>FkXTP时，需要管道修正:Kv"=Kv/Fp
4.若上式为(Kv)n，则(Kv)max为SQmax=1-n2(1-Sn)
6300 ρL 580 ν 17 FR
d
6
Kv 102WL / LFL2 (P1 FFPv)
0 0.583479407 3.求取雷诺系数Rev ①对于单流路调节阀，如直通单座阀、套筒阀、球阀 等
Re v 70700QL / FLFpKV 70700WL / L FLFpKV
②对于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
FLP FL /
1百度文库
FL2
1 B1 0.0016
C100 d2
2
4
B
2
1
d D2
C ' C / FLP
5 气体介质的流量计算
Qg：气体体积流量
m3/h
Y——膨胀系数
Y 1 X
3FKXT
Fk——比热容比系数 Fk k /1.4
Wg:气体质量流量
kg/h
P1:阀入口压力（绝压） Mpa
2
Fp 1/
1
0.0016
C100 d2
2
C ' C / Fp
②阻塞流条件下
P
Pcr
FLP FP
2
(P1
FFPv)
Fp 0.856318769 C' 0.681381079
FLP △Pcr
C'
0.774447563 20.29691954 0.753413704
B1
1
d D1
4