調節閥根據驅動方式分類,一般分為氣動調節閥、電動調節閥、液動調節閥、自力式調節閥等。根據結構可分為單座調節閥、雙座調節閥、套筒調節閥、角式調節閥、球閥、蝶閥等九大類。調節閥的計算選型是指在選用調節閥時,通過對流經閥門介質的參數進行計算,確定閥門的流通能力,選擇正確的閥門型式、規格等參數,包括公稱通徑,閥座直徑,公稱壓力等,正確的計算選型是確保調節閥使用效果的重要環節。
- 調節閥流量系數計算公式
1.1 流量系數符號:
Cv—英制單位的流量系數,其定義為:溫度60°F(15.6℃)的水,在16/in2(7KPa)壓降下,每分鐘流過調節閥的美加侖數。
Kv—單位制(SI制)的流量系數,其定義為:溫度5~40℃的水,在105Pa壓降下,每小時流過調節閥的立方米數。
注:Cv≈1.16 Kv
1.2 不可壓縮流體(液體)Kv值計算公式
1.2.1 一般液體的Kv值計算
| 非阻塞流 | 阻塞流 |
判別式 | △P<FL2(P1-FFPv) | △P≥FL2(P1-FFPv) |
計算公式 | ||
備注: |
|
式中:P1—閥入口壓力KPa 2—閥出口壓力KPa
QL—液體流量 m3/h ρ—液體密度g/cm3
FL—壓力恢復系數,與調節閥閥型有關,附后
FF—流體臨界壓力比系數,
PV—閥入口溫度下,介質的飽和蒸汽壓(壓力KPa)
PC—物質熱力學臨界壓力(壓力KPa)
注:如果需要,本公司可提供部分介質的PV值和PC值
1.2.2 高粘度液體Kv值計算
當液體粘度過高時,按一般液體公式計算出的Kv值誤差過大,必須進行修正,修正后的流量系數為
式中:K′V —修正后的流量系數 KV —不考慮粘度修正時計算的流量系數
FR—粘度修正系數 (FR值從FR~Rev關系曲線圖中確定)
計算雷諾數Rev公式如下:
對于只有一個流路的調節閥,如單座閥、套筒閥、球閥等:
對于有二個平行流路的調節閥,如雙座閥,蝶閥,偏心旋轉閥等:
1.3 可壓縮流體—氣體的KV值計算
| P2>0.5P1 | P2≤0.5P1 |
計算公式 |
式中:P1—閥入口壓力KPa P2—閥出口壓力KPa
Qg—氣體流量 Nm3/h G—氣體比重(空氣=1)
t—氣體溫度℃ Z—高壓氣體(PN>10MPa)的壓縮系數
注:當介質工作壓力≤10MPa時,Z=1;當介質工作壓力>10MPa時,Z>1,具體值查有關資料。
1.4 可壓縮流體—蒸汽的KV值計算
1.4.1 飽和蒸汽的KV值計算
| P2>0.5P1 | P2≤0.5P1 |
計算公式 |
式中:P1—閥入口壓力KPa P2—閥出口壓力KPa
GS—蒸汽流量 kg/h K—蒸汽修正系數
部分蒸汽的K值如下:
| 水蒸汽 | 氨蒸汽 | 氟里昂11 | 甲烷、乙 | 丙烷、丙 | 丁烷、異 |
K值 | 19.4 | 25 | 68.5 | 37 | 41.5 | 43.5 |
1.4.2 過熱蒸汽的KV值計算
| P2>0.5P1 | P2≤0.5P1 |
計算公式 |
式中:P1、P2、GS、K含義及單位同前 △t—水蒸汽過熱度℃
1.5 兩相流流體的Kv值計算
兩相流流體的Kv值計算公式如下:
| 計算公式 | 適用介質 | 計算公式 |
液體與 | 液體與蒸汽 | ||
液體與蒸汽 | 式中: | 式中: |
式中:P1、P2的含義及單位同前; Wg—氣體、蒸汽質量流量,kg/h;
WL—液體質量流量,kg/h; ρe—兩相流有效密度,kg/m3;
ρm—兩相流密度(P1、T1條件),kg/m3; ρL—液體密度,kg/m3;
Fg—氣體壓力恢復系數; f(x,k)—壓差比修正系數;
T1—入口溫度,K; FF—液體臨界壓縮比系數;
1.6 IEC推薦的調節閥FL、XT數值表:
| 閥內件形式 | 流向 | FL | XT | 閥型 | 閥內件形式 | 流向 | FL | XT |
單 座 閥 | 柱塞形 | 流開 | 0.90 | 0.72 | 角 形 閥 | 套筒形 | 流開 | 0.85 | 0.65 |
柱塞形 | 流閉 | 0.80 | 0.55 | 套筒形 | 流閉 | 0.80 | 0.60 | ||
套筒形 | 流開 | 0.90 | 0.75 | 柱塞形 | 流開 | 0.90 | 0.72 | ||
套筒形 | 流閉 | 0.80 | 0.70 | 柱塞形 | 流閉 | 0.80 | 0.65 | ||
雙 | 柱塞形 | 任意 | 0.85 | 0.70 | 蝶閥 | 90°全開 | 任意 | 0.55 | 0.20 |
V形 | 任意 | 0.90 | 0.75 | 60°全開 | 任意 | 0.68 | 0.38 | ||
偏心旋轉閥 | 流開 | 0.85 | 0.61 | 球閥 | 標準O形 | 任意 | 0.55 | 0.15 |
2. 調節閥選型
2.1 流量系數選擇
當流量系數Kv(Cv)計算出來后,就要對其作適當放大,使其符合所選閥型的Kv(Cv)值系列,并確定相應的調節閥口徑(或閥座直徑)。
對于S≥0.3的一般工況,采用以下流量系數放大倍數:等百分比流量特性,m=1.97;
直線流量特性, m=1.63;
圓整后的流量系數應使調節閥zui小和zui大流量系數時的相對行程處于下表的范圍:
直線流量特性: 10%~80%
等百分比流量特性: 30%~90% 或者 30%~80%(zui終按設計院技術規格書要求)
2.2 口徑選擇
當KV閥確定后,調節閥口徑(公稱通徑)或閥座直徑也就相應確定。
所選閥的口徑除滿足開度要求外,還應根據流體流速極限和接管直徑進行驗算,防止流速過高對閥門產生的沖擊、振動和摩擦損耗。
2.2.1 流速
2.2.1.1 不可壓縮流體(液體)的流速極限, m/s
| 非閃蒸條件 | 閃蒸條件 |
≤DN50 | 10 | 5 |
DN65~DN150 | 8 | 4 |
≥DN200 | 6 | 3 |
注:套筒閥和抗氣蝕調節閥的流速極限允許在上表數據的1.5倍之內。
2.2.1.2 可壓縮流體(氣體、蒸汽)
可壓縮性流體的出口流速不應超過音速,且進口流速在100m/s之內。
2.2.2 接管直徑
調節閥直徑可以比接管直徑小兩個規格,如:
接管直徑為DN250(10″)時,調節閥口徑可以為DN150(6″)。
2.3 噪聲預估
在自控系統中,調節閥是zui大的噪聲源,因此,必須進行噪聲預估。當噪聲超過有關規定時(一般為85dB),應考慮低噪聲結構,但是有兩種場合除外:
a.閥門遠離居民區; b.常閉閥。
免責聲明
- 凡本網注明“來源:化工儀器網”的所有作品,均為浙江興旺寶明通網絡有限公司-化工儀器網合法擁有版權或有權使用的作品,未經本網授權不得轉載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經本網授權使用作品的,應在授權范圍內使用,并注明“來源:化工儀器網”。違反上述聲明者,本網將追究其相關法律責任。
- 本網轉載并注明自其他來源(非化工儀器網)的作品,目的在于傳遞更多信息,并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責,不承擔此類作品侵權行為的直接責任及連帶責任。其他媒體、網站或個人從本網轉載時,必須保留本網注明的作品第一來源,并自負版權等法律責任。
- 如涉及作品內容、版權等問題,請在作品發表之日起一周內與本網聯系,否則視為放棄相關權利。