流量系数的计算.docVIP

1 流量系数KV的来历????调节阀同孔板一样，是一个局部阻力元件。前者，由于节流面积可以由阀芯的移动来改变，因此是一个可变的节流元件；后者只不过孔径不能改变而已。可是，我们把调节阀模拟成孔板节流形式，见图2－1。对不可压流体，代入伯努利方程为： ??????（1） 解出 命 图2-1 调节阀节流模拟 再根据连续方程Q＝ AV，与上面公式连解可得： ????????（2） 这就是调节阀的流量方程，推导中代号及单位为：????V1 、V2 —— 节流前后速度；????V —— 平均流速；????P1 、P2 —— 节流前后压力，100KPa；????A —— 节流面积，cm；????Q —— 流量，cm／S；???ξ—— 阻力系数；????r —— 重度，Kgf／cm；????g —— 加速度，g = 981cm/s ；????如果将上述Q、P1、P2 、r采用工程单位，即：Q ——m3/ h；P1 、P2 —— 100KPa； r——gf/cm3。于是公式（2）变为： ????????????（3） 再令流量Q的系数 为Kv，即：Kv ＝ 或???????????????????（4） 这就是流量系数Kv的来历。 从流量系数Kv的来历及含义中，我们可以推论出： （1）Kv值有两个表达式：Kv = 和 （2）用Kv公式可求阀的阻力系数 ξ = （5.04A/Kv）×（5.04A/Kv）； （3） ，可见阀阻力越大Kv值越小； （4） ；所以，口径越大Kv越大。 2 流量系数定义????在前面不可压流体的流量方程（3）中，令流量Q的系数 为Kv，故Kv 称流量系数；另一方面，从公式（4）中知道：KvQ ，即Kv 的大小反映调节阀流量Q的大小。流量系数Kv国内习惯称为流通能力，现新国际已改称为流量系数。2.1 流量系数定义????对不可压流体，Kv是Q、P的函数。不同P、r时Kv值不同。为反映不同调节阀结构，不同口径流量系数的大小，需要跟调节阀统一一个试验条件，在相同试验条件下，Kv的大小就反映了该调节阀的流量系数的大小。于是调节阀流量系数Kv的定义为：当调节阀全开，阀两端压差P为100KPa，流体重度r为lgf/cm (即常温水)时，每小时流经调节阀的流量数（因为此时 ），以m/h 或 t／h计。????例如：有一台Kv ＝50的调节阀，则表示当阀两端压差为100KPa时，每小时的水量是50m ／h。Kv＝0.1， 阀两端压差为167－（－83）＝2.50，气体重度约为1 .0×E（－6），每小时流量大约为158 m ／h。Kv＝0.1， 阀两端压差为1.67，气体重度约为1 2.2 Kv与Cv值的换算????国外，流量系数常以Cv表示，其定义的条件与国内不同。Cv的定义为：当调节阀全开，阀两端压差P为1磅／英寸2，介质为60°F清水时每分钟流经调节阀的流量数，以加仑／分计。????由于Kv与Cv定义不同，试验所测得的数值不同，它们之间的换算关系:Cv ＝ 1.167Kv ????????（5） 2.3 推论????从定义中我们可以明确在应用中需要注意的两个问题：????（1）流量系数Kv不完全表示为阀的流量，唯一在当介质为常温水，压差为100KPa时，Kv才为流量Q；同样Kv 值下，r、P不同，通过阀的流量不同。????（2）Kv是流量系数，故没单位。但是许多资料、说明书都错误地带上单位，值得改正。3 原流量系数Kv计算公式3.1 不可压流体的流量系数公式????公式（4）是以不可压流体来推导的，此公式即为不可压流体的流量系数公式。 3.2 可压流体的流量系数公式????可压流体由于考虑的角度不同，有不同的计算公式，主要采用的是压缩系数法和平均重度法两种。????压缩系数法是在不可压流体流量系数公式（4）基础上乘上一个压缩系数ε 而来，即 ????????或 并将r换算成标准状态（0℃、760mmHg）的气体重度： 于是得出??????? ?????????（6） 式中，ε——压缩系数，由试验确定为ε＝ 1－0.46△P／P1，在???????饱和状态时， △P／P1 ＝ 0.5，此时流量不再随△P的???????增加而增加，即产生了阻塞流（阻塞流的定义为：???????流体通过调节阀时，所达到的最大极限流量状态），???????见图2－2。 ε＝1－0.46×0.5 ＝ 0.76；???????t——介质温度，℃；???????N——在标准状态下的参数。???????用于蒸气计算时，计算公式略有不同，见表2－1。 3.3 平均重度法????平均重度法公式推导要复杂得多。在推导中将调节阀