Что такое коэффициент клапана (Cv)?

Что такое коэффициент клапана?

Коэффициент клапана или коэффициент потока клапана — удобный способ связать скорость потока с падением давления. Он обеспечивает относительную меру эффективности клапана. Коэффициент клапана обычно обозначается C _v .

В общем смысле коэффициент расхода клапана или C _v — это число, которое представляет способность клапана пропускать через него поток. Чем больше значение C _v , тем больше будет расход через клапан при заданном перепаде давления. Кроме того, клапан C _v напрямую связан с отверстием клапана. Чем больше отверстие клапана, тем больше C _v . Наивысший возможный коэффициент клапана для клапана обнаруживается, когда клапан полностью открыт.

Какая единица измерения C _v ?

Единица измерения коэффициента клапана C _v — галлон США / мин, фунт-сила / дюйм ² . Однако есть несколько других обозначений, таких как K _v или f, в зависимости от единиц измерения. K _v измеряется в единицах л / мин, бар, а f измеряется в единицах Имп гал / мин, фунт-сила / дюйм ² . Обратите внимание, что все три можно легко преобразовать друг в друга, используя коэффициенты, приведенные в таблице 1.

	K v	C v	ж
K v	—	14,28	17.09
C v	0,07	—	1,1966
ж	0,0589	0,8357	—

Как найти коэффициент клапана?

Уравнения для коэффициента клапана различны для жидкостей и газов. Математическое уравнение коэффициента клапана приведено ниже.

Коэффициент клапана C _v для жидкостей

Коэффициент клапана для жидкостей определяется выражением

C _v = Q * √ (SG / ΔP)

Здесь,

• Q обозначает скорость потока (галлонов США в минуту).
• SG обозначает удельный вес жидкости (для воды = 1).
• ΔP — это падение давления на клапане (фунт / кв. Дюйм).
• C _v — коэффициент расхода клапана.

Таким образом, следуя приведенному выше уравнению, коэффициент клапана Cv для жидкостей можно определить как объем воды при температуре 60 ° F, который будет протекать в минуту через клапан с перепадом давления на клапане 1 фунт / кв. Дюйм.

Значение AC _v клапана равно 1, что означает, что клапан пропускает 1 галлон в минуту (GPM) воды с температурой 60 ^° F с перепадом давления (Dp), равным 1 (PSI) на клапане. Точно так же клапан с C _v, равным 280, пропускает 280 галлонов в минуту 60 ^o F воды с перепадом давления в 1 фунт / кв. Дюйм.

Коэффициент клапана C _v для газов

Для газов (некритический расход) коэффициент клапана определяется выражением

C _v = 0,06223Q √ [(T * SG) / {Z * (P ₁ ² -P ₂ ² )}

Здесь,

• Q — скорость потока (стандартные кубические футы в минуту).
• P ₁ — давление на входе (в фунтах на квадратный дюйм)
• P ₂ — давление на выходе (в фунтах на квадратный дюйм)
• Z — коэффициент сжимаемости
• T — абсолютная температура (в ⁰ K)
• SG — удельный вес (для воздуха = 1)

Для критического расхода газов Cv определяется по следующей формуле:

C _v = 0,06223 (Q / P ₁ Дж) √ {(T * SG) / Z}

Здесь J является функцией отношения удельной теплоемкости (r) и (R = P ₂ / P ₁ ), которое может быть взято из таблицы 2.

Sr Нет	р	р	J		Sr Нет	р	р	J
1	1.2	0,564	0,825		9	1,36	0,535	0,845
2	1,22	0,561	0,828		10	1,38	0,532	0,847
3	1,24	0,557	0,832		11	1.4	0,528	0,849
4	1,26	0,553	0,833		12	1,42	0,524	0,851
5	1,28	0,549	0,836		13	1,44	0,521	0,853
6	1.3	0,546	0,838		14	1,46	0,518	0,855
7	1,32	0,542	0,84		15	1,48	0,515	0,857
8	1,34	0,539	0,843		16	1.5	0,512	0,859

Коэффициент клапана очень важен при выборе клапана, поскольку он помогает выбрать правильный размер клапана для конкретного применения. Размер клапана, степень открытия клапана, детализация и конструкция клапана влияют на коэффициент клапана. Обычно коэффициент клапана указывается для отдельных клапанов с полным открытием.

Какое значение имеет коэффициент клапана (C _v )?

Неправильный C _v для клапана может снизить его производительность одним из следующих способов:

Когда вычисленное C _v мало по сравнению с C _v, требуемым для конкретного приложения:

• Клапан или внутренний трим будут иметь меньший размер, что приведет к нехватке технологической жидкости.
• Ограничение клапана может увеличить давление на входе, что может вызвать выход из строя оборудования на входе.
• Падение давления может быть больше ожидаемого, что приведет к кавитации или вспышке.

С другой стороны, если оценка C _v высока для требуемого процесса,

• Более высокое значение C _v приведет к выбору клапанов большего размера, что, в свою очередь, приведет к увеличению стоимости, занимаемой площади и веса.
• Более высокое значение C _v создаст серьезную проблему управления, если клапан используется в режиме дросселирования. Кроме того, будут более высокие перепады давления и более высокие скорости, что приведет к кавитации, вспышкам или эрозии деталей трима.

Почему меня должны интересовать коэффициенты клапана?

Предварительное понимание C _v может помочь по-разному:

• Знание C _v поможет в выборе клапана правильного размера для конкретного применения.
• Можно сравнить клапаны разных компаний и их пропускную способность.
• Значение C _v даст представление о влиянии давления в системе.

У каждого клапана свой коэффициент клапана. В зависимости от конфигурации трубопроводов или конструкции трима производители клапанов обычно публикуют эти данные C _v для клапанов различных типов. Иногда они предоставляют кривую C _v, которая показывает соотношение коэффициента расхода клапана по отношению к открытию клапана.

Как комбинировать коэффициенты потока клапана?

Коэффициенты расхода клапана можно легко комбинировать в зависимости от типов потока, параллельного или последовательного.

• Для параллельного потока коэффициенты расхода объединяются как C _v = C _v1 + C _v2 + C _v2 + C _v4 +…
• Для последовательного потока коэффициенты расхода объединяются следующим образом: (1 / C _v ) ² = (1 / C _v1 ) ² + (1 / C _v2 ) ² + 91 / C _v3 ) ² + (1 / C _v4 ) ² +….