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流量系数Kv的计算

来源: 上海阀门 时间: 2012-03-03 点击: 6,451

从管路的观点出发确定调节阀的尺寸,就是按给定的工作条件,选定一个能通过一定流量工艺过程介质的调节阀。调节阀控制的流量值是以Kv值表示的。

1.液体流量系数Kv值的计算公式

在同一开度下,两次应用式。一次是相对于任意条件,另一次是相对于标准条件,即

将两式相比,导出:

上述推导仅适用于同一液体的情况,被确定标准条件下的液体是水。对其他液体,比率在一般情况下是不同的,但实际上,仅当对比液体的运动粘度ν大于2×10-5m2/s时,或小流量调节的情况下,该液体与水的比值才有明显差别。这些情况将引人修正系数。如果△ρre和pe有相同的数值(△pre的单位是bar,ρe的单位是kg/L),代入式中,就可得

可用来计算液体的Kvmax值。

2.气体流量系数Kv值的计算公式

确定这个计算公式,要进行一系列的假设。首先假设气体是理想气体,并假设调节阀前后气体的温度不变,密度ρ取阀后的。

在正常状态,qv和ρ的计算如下:

将式(3)代人式(1),导出以下公式:

取TN=273K,ρe=1000kg/m3,PN≈O.103MPa,△ρre=105Pa。下标1和2分别表示阀前和阀后。

从式(6)得到下式:

式(6)和式(7)是Fruh在1957年建立的,目前还在采用。后来Ullman在进行流体热力学分析的基础上,在无摩擦和绝热膨胀及P2/P1≥0.9的条件下,建立了如下关系式:

式中k——等熵指数;

VN——在标准条件下气体的比体积。

上述公式除了已说明的限制条件外,还有其他的限制。但由于它应用方便,并能得到令人满意的结果,因此被广泛地采用。

3.水蒸气流量系数Kv值的计算公式

下面推导过热蒸汽,饱和蒸汽和潮湿蒸汽的计算公式。

(1)过热蒸汽 和气体计算公式一样,要进行简化假设。从式(1)开始,改为质量流量,将△Pre=105Pa(1bar),ρe=1000kg/m3代入式中,用1/ν2来替换ρ(ν2是调节阀后的蒸汽比体积),从而获得下式:

式中 qm——质量流量(kg/h)。

从式(8)开始,代入ρe=1000kg/m3,△Pre=0.1MPa,TN=273K,得

式中ν1——阀前过热蒸汽的比体积。

(2)干饱和蒸汽 当p2>10.0MPa时,可用式(12)计算。在式中,ν2是蒸汽在压力为p2时的比体积。当p2≤10.0MPa的时候,可用P2V2≈2代入式(12),因而导出公式:

(3)潮湿的蒸汽 当P2≤10.0MPa时,对于式(14)乘以进行修正。x是蒸汽的修正系数。当P2>10.0MPa的时候,式(12)中的ν2以下式置换:

式中 ν2——压力为p2时饱和蒸汽的比体积;

ν2——在压力为P2时,沸点温度下液体的比体积;

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