1、调节阀Kv计算
上期简述控制阀选型,本期主要介绍调节阀Kv计算。
一、调节阀Kv值计算
1) 一般液体得Kv值计算
a、 非阻塞流
判别式:;
计算公式: 或 ;
b、 阻塞流
判别式:;
计算公式: 或 ;
式中:
ﻩFL——压力恢复系数
XT——压差比系数
FF-—流体临界压力比系数,
PV—-入口温度下,介质得饱与蒸汽压(绝对压力),MPa
PC——流体热力学临界压力(绝对压力),MPa
Q——体积流量m3/h
W-—质量流量T/h
P1——阀前压力(绝对),MPa(A)
P2—-阀前压力(绝对),MPa(A)
△P——阀
2、入口与出口间得压差,即(P1-P2),MPa;
ﻩρ——介质密度,Kg/m3
表1 调节阀得压力恢复系数FL,、临界压差比系数XT
调节阀
得类型
单座阀
双座阀
套筒阀
角型阀
V型球阀
偏心旋转阀
蝶阀
VP
VN
VM
VS
VV
VE
VW
流开
流关
任意
流开
流关
流开
流关
任意
流开
90°
60°
FL
0、90
0、80
0、85
0、90
0、80
0、93
0、80
0、62
0、85
0、55
0、68
XT
0、72
0、55
0、70
0、75
0、70
0、56
3、0、53
0、40
0、61
0、72
0、52
2) 低雷诺数修正(高粘度液体KV值得计算)
当流经阀门得介质为高粘度、低流速或相当低得压差液体时,此时流体在阀门处于低雷诺数(层流)状态,(流经调节阀流体雷诺数Rev小于104),需对Kv值进行粘度修正.
计算公式:
在求得雷诺数Rev值后可查曲线图得FR值。
计算调节阀雷诺数Rev公式如下:
对于单座阀、套筒阀、角阀、球阀等只有一个流路得阀
对于双座阀、碟阀、偏心旋转阀等具有二个平行流路得阀
图1
式中:
Kv’——粘度修正后得计算Kv值
FR-—雷诺数系数,根据ReV值可计算出
ν——运动粘度
4、10—5m2/s
3) 气体得Kv值计算
a、 一般气体
I 判别式:;
计算公式: ;
II 判别式:;
计算公式:
式中:
QN——标准状态下气体流量,Nm3/h
ρN——标准状态下气体密度,Kgf/Nm3
P1——阀前压力(绝对),KPa(A)
P2——阀前压力(绝对),KPa(A)
t-—气体温度,℃
b、 高压气体(P1〉10MPa)
I 判别式:;
计算公式: ;
II 判别式:;
计算公式:
式中:
Z—-气体压缩系数,由《仪表数据手册》气体物理特性查找。
4) 蒸汽得Kv值计算
a、 饱与蒸汽
I 判别式:;
计算公式:
5、 ;
II 判别式:;
计算公式:
式中:
GS——蒸汽流量,kg/h
Ks—-蒸汽修正系数
P1-—阀前压力(绝对),KPa(A)
ﻩP2—-阀前压力(绝对),KPa(A)
表2 部分蒸汽得Ks值如下:
介质
水蒸汽
氨蒸汽
氟里昂11
甲烷、乙烯蒸汽
丙烷、丙烯蒸汽
丁烷、异丁烷蒸汽
Ks值
19、4
25
68、5
37
41、5
43、5
b、 过热水蒸汽
I 判别式:;
计算公式: ;
II 判别式:;
计算公式:
式中:
Δt——水蒸汽过热度,℃
5) 两相流得Kv值计算
a、 气(汽)、液两相比例大致相等,各自
6、单独流动,相互无影响时
式中:
KVL—-液相部分额定流量系数;
ﻩ KVS——气(汽)相部分额定流量系数;
b、 气(汽)、液两相比例不协调,相互影响严重时
式中:
WL-—两相流中液体流量,kg/h;
Gs-—两相流中气(汽)体流量,kg/h;
P1--阀前压力(绝对),KPa(A)
P2——阀前压力(绝对),KPa(A)
ﻩﻩρe——两相流中有效密度,kg/m3
有效密度ρe与两相流中气(汽)、液相流量及密度有关,其计算式为
或
或
式中:
WL—-两相流中液体流量,kg/h;
ﻩGs--两相流中气(汽)体流量,kg/h;
7、ﻩ ρL-—标准状态下液相密度,kg/m3
ρs--气相介质密度,kg/m3
T1--入口绝对温度,K
M-—分子量
Y——膨胀系数,
X——压差比,
FK—-比热比系数,空气为1,非空气介质时
K——气体得绝热指数
XT——临界压差比系数,见表1
二、调节阀开度范围验算
考虑到调节阀在大开启度(≥85%)或小开启度(≤10%)运行时,阀门调节特性较差,工作不稳定,故一般合理得选择应使调节阀开启度处于20%~85%之间。
ﻩ开度验算按调节阀流量特性不同用以下公式进行计算:
直线特性:
ﻩ等百分比特性:
ﻩﻩ
快开流量特性:
ﻩ
抛物线特性:
式中:
m——调节阀放大倍数,
KV选—-所选阀门得额定流量系数
KV计——根据工艺参数实际计算所得流量系数
R—-可调比
表3 可调比
阀门型式
单座
套筒
双座
衬氟
三通
球阀
蝶阀
R值
5
0
30