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(0.07kgf/cm)的条件下,60°F(15.6℃)的清水,每分钟通过阀的美加仑数。(Cv=1.17Kv Kv是我国调节阀流量系数的符号)
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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(V= , 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。
(英制) (公制)
Cv=11.56Q …………………(1—1) Cv=1.17Q …………(1—2) 式中
Q:最大流量 m/hr Q:最大流量 m/hr G:比重(水=1) G:比重(水=1)
P1:进口压力 kPa·A P1:进口压力 kgf/cm A P2:出口压力 kPa·A P2:出口压力 kgf/cm A
注:P1和P2为最大流量时的压力。
上述Cv值计算公式中的流相为紊流,即雷诺数较大时的场合成立。但当雷诺数很小时,介质流相接近层流时需要进行修正。对于粘度在20mm/S以上的液体,需按下列顺序进行粘度修正。(1mm/S=1cst)
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1)粘度修正
①、不考虑粘度影响,用公式(1—)或(1—2)求出Cv值。
②、用公式(1—3),求出系数R。
③、由公式(1—4)、(1—5)或从粘度修正系数曲线上,求出系数R相对应的Cv值的修正系数FR。 ④、用这个修正系数乘以第一步求出的Cv值。
⑤、然后从《调节阀选型样本》的Cv值表中,选取合适的调节阀口径。 R= …………………(1—3) Q:最大流量 m/hr
V:操作温度下液体动力粘度 mm/s Cv1:未修正过的Cv
当R≤70时,其修正系数
FR= ………………… …… ( 1—4) 当R>70时,其修正系数
FR=0.95+ …………………(1—5)
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2)闪蒸修正
饱和温度或接近饱和温度的液体,当通过阀座时会出现压力降低,因而即使进口压力P1在进口温度下的饱和压力Pv以上,但阀座后的出口局部有可能降低到Pv以下。这种场合,液体的一部分被汽发,从而发生闪蒸现象,如按前面的液体计算公式进行Cv值计算,会造成阀的流量不足。因此必须按以下方法进行计算。
(水的场合)
热力学认为:当饱和温度的热水或者接近饱和温度的热水,流经调节阀缩流断面,压力会降低,调节阀流出的水中可能会含有水蒸气。在这种流动条件下,液体流动的基本定律就不再是正确的。所以,计算调节阀口径的传统方法也就不适用。在这种情况下,要计算出正确的Cv值,应按下列步骤进行:
1.△T<2.8(5°F) △Pc=0.06×P1……………(1—6) △T>2.8(5°F) △Pc=0.9(P1-Pv)…………(1—7) 式中
△T=在进口压力下的液体饱和温度与进口温度之差 △Pc=计算流量用的允许压差(kgf/cm) P1=绝对进口压力 kgf/cm
Pv=进口温度下液体的绝对饱和压力 kgf/cm 2.当公式(1—6)或(1—7)计算出的△Pc小于调节阀上的实际压差△P时,要用△Pc代替公式(1—1)或(1—2)中的△P。
(水以外的场合)
对于水以外的场合,有同水一样的“求临界压力降低的方法”和“求液体和气体混合比重的方法”两种。不论采用哪一种方法,必须知道饱和压力、临界压力等数据,因而在实际计算中只限于上述数据明确的介质。一般采用的方法是求出闪蒸的比例,然后就液体、气体分别计算Cv值,再求出其和便是所要得Cv值。
气化重量比例(kg/kg)
X= = ……………(1—8) i1:进口温度压力T1下的比容(kJ/kg)
i2:出口侧压力P2的饱和温度压力下的比容(kJ/kg) r2:出口侧压力P2的饱和温度压力下的蒸发潜热(kJ/kg) Cp:(T1+T2)/2下的介质比热(kJ/kg) X:气化的重量比例
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3、气体的Cv值计算公式
如果已知标准状态,即760mmHg(14.7psia)和15.6℃(60°F)条件下的最大流量,下列公式不需经过修正,可直接计算。 (英制) (公制) 1) △P< 时
Cv= Cv= 2)△P≥ 时
Cv= Cv= 式中
Q:标准状态下最大流量Nm/h Q:标准状态下最大流量 Nm/h
G:比重(空气=1) G:比重(空气=1)
T:流体温度 ℃ T:流体温度 ℃ P1:绝对进口压力kPa·A P1:绝对进口压力 kgf/cm A 22
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P2:绝对出口压力 kPa·A P2:绝对出口压力 kgf/cm A △P=P1-P2 kPa·A △P=P1-P2 kgf/cm
注:P1和P2为最大流量时的压力。
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2 4、水蒸气的Cv值计算公式
(英制) (公制) 1)△P< 时
Cv= Cv= 2.△P≥ 时
Cv= Cv= 式中
W=最大流量 kg /hr Q=最大流量 kg/hr P1=绝对进口压力 kPa · A P1=绝对进口压力 kgf/cm P2=绝对出口压力 kPa · A P2=绝对出口压力 kgf/cm K=1+(0.0013×过热温度℃) K=1+(0.0013×过热温度℃) △P=P1-P2 kPa · A △P=P1-P2 kgf/cm
注:P1和P2为最大流量时的压力!
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过热温度:是进口侧绝对压力(P1)下饱和温度(Ts)和介质入口温度(T1)之差(T1-Ts)。饱和蒸汽场合的过热温度为0。
5、其它蒸气的Cv值计算公式
(英制) (公制) Cv= Cv=
式中W=最大流量 lb/h W=最大流量 kg /h
V1=进口压力下蒸气比容 ft/lb V1=进口压力下蒸气比容 cm/g V2=出口压力下蒸气比容 ft/lb V2=出口压力下蒸气比容 cm/g P1=绝对进口压力 Psia P1=绝对进口压力 kgf/cm P2=绝对出口压力 Psia P2=绝对出口压力 kgf/cm △P=P1-P2 Psia △P=P1-P2 kgf/cm
注:1.P1和P2为最大流量时的压力。
2.当P2< 时,应用P1-P2 代替△P,V2要用 相对应的值。
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