自力式調節閥流量系數計算

流量系數Kv(或稱流通能力)，是調節閥的重要參數。它反映流體通過調節閥的能力，亦即反映調節閥的容量。根據計算出的流量系數Kv值的大小，選擇閥的額 定流量系數Kvs，就可以確定調節閥的公稱通徑。如果選擇的額定流量系數過大，就會使調節閥經常工作在小開度的情況下，影響控制質量，引起振蕩和噪音，縮 短閥的使用壽命。相反，如果選擇的額定流量系數過小，則會使調節閥的開度過大，閥門超負荷運行，不能滿足流量要求，容易出現事故，造成不必要的浪費。為了 合理選擇調節閥的尺寸，必須正確計算調節閥的流量系數Kv值。

調節閥的額定流量系數Kvs定義：在規定條件下，即閥的兩端壓差為100kPa，流體密度為1g/cm3時，額定行程時流經調節閥的流量是以立方米每小時或噸每小時計的流量數。

自力式調節閥液體的Kv值計算

 1)非阻塞流

 判別式 (1)

流量系數計算公式 (2)

 式中 FL— 壓力恢復系數；  (3)

 FF— 液體臨界壓力比系數；

 PV— 閥入口溫度下，介質的飽和蒸汽壓(絕對壓力)，kPa；

 Pc— 熱力學臨界壓力(絕對壓力)，kPa；

 qv— 液體流量，m3/h；

 ρ— 液體密度，g/cm3；

 P1— 閥前壓力(絕對壓力)，kPa；

  P2— 閥后壓力(絕對壓力)，kPa。

2)阻塞流 判別式(4)

流量系數計算公式 (5)

 由式(5)可以看出，在阻塞流情況下，Kv值的計算公式有變化，壓差一項用FL2(P - FFpv)代替實際壓差P1- P2。這樣，比用實際壓差計算出的Kv值要大，即由于阻塞流的作用，使閥的流通能力不能充分發揮，必須按更大的Kv值來選擇閥的口徑，才能滿足流量的要 求。

自力式調節閥低雷諾數Re修正(高黏度液體Kv值計算)

         液體黏度過高時，由于雷諾數下降，改變了流體的流動狀態。在Re<2300時，流體處于層流低速流動，這樣按原公式計算出的Kv值就會導致較大的誤差，實際流通能力達不到計算值，必須進行修正。當液體為高黏度時，調節閥流量系數Kv的計算公式為  (6)

式中 ψ— 黏度修正系數，按Re查圖1求得。

關于Re在流體力學中已有論述，主要與流體性質及流經的管路兩方面因素有關。對于只有1個流路的自力式調節閥(如單座閥、套筒閥等)，Re的計算公式為(7)

 對于只有2個平行流路的自力式調節閥(如雙座閥)，Re的計算公式為 (8)

式中Kv— 不考慮黏度修正時的流量系數；

 v— 流體運動粘度，10-6m2/s。

自力式調節閥氣體的Kv值計算

       氣體與液體不同，它具有可壓縮性。氣體流過調節閥后，密度變小，不能再用液體公式來計算。關于氣體的Kv值計算方法，目前有閥前密度法、閥后密度法、平均 密度法、壓縮系數法等多種方法。因為平均密度法的計算結果比較接近實驗數據，故應用最多。這里推薦采用平均密度法來計算氣體的Kv值。

 當P2>0.5p1時 (9)

當P2≤0.5p1時 (10)

式中qvN— 標準狀態下氣體流量，m3/h；

Pm— 絕對壓力，kPa；

 Δp— 閥前后壓差，kPa；

d— 氣體相對密度，空氣d=1；

t  — 氣體溫度，℃ 。

2.4.4蒸汽的Kv值計算

1)飽和蒸汽

當P2>0.5p1時 (11)

 當p2≤0.5p1時(12)

式中qv蒸— 蒸汽流量，kg/h；

 K— 蒸汽修正系數，各種蒸汽的K值：水蒸汽K=19.4，甲烷、乙烯蒸氣K=37，氨蒸氣K=25，丙烷、丙烯蒸汽K=41.5，氟利昂11  K=68.5，丁烷、異丁烷蒸氣K=43.5。

2)過熱水蒸汽

當P2>0.5p1時  (13)

當p2≤0.5pl時 (14)

式中 Δt— 水蒸汽過熱溫度，℃。

 2.4.5兩相流的Kv值計算

當介質為氣液兩相流時，一般采用分別計算液體的Kv液和氣體的Kv氣值，然后相加求取調節閥總Kv值。

Kv=Kv液+Kv氣

 這種方法是基于兩種介質相互獨立，互不影響的觀點。但實際上，隨著液相和氣相組成成分的變化，流體的狀態趨向也不同，因此，計算出的Kv值誤差較大。