控制阀容量

阀门需要通过其通过流体的能力来衡量。为了实现公平比较,阀门根据容量指数或流量系数进行选型。本教程解释了使用中的不同流量系数类型、它们的确定方法、相互比较以及不同规格阀门的典型值。

顾名思义,控制阀必须对工艺过程具有控制作用。虽然连接尺寸和结构材料等细节至关重要,但它们并不能表明阀门所施加的控制作用。

控制阀通过改变以下参数来调节工艺过程:

  • 流量 - 例如,进入工艺设备的蒸汽或水的量。 对于二通阀,例如,当阀门向关闭位置移动时,蒸汽流量减少,输入到工艺过程的热量减少。 对于三通阀,例如,当阀芯移动到新位置时,它将热水从工艺过程中分流出去。 和/或
  • 压差 - 定义为阀门入口压力和阀门出口压力之间的差值(见图6.2.1)。 对于任何给定的阀孔尺寸,在一定限制范围内,压差越大,流量越大。 对于饱和蒸汽,其压力越低,温度越低,换热器中的传热量就越少。

了解蒸汽

由于世界各地使用许多不同的计量单位,因此有多种流量系数可供使用,了解它们的定义是有价值的。表6.2.1识别并定义了最常见的容量指数。

表6.2.1

用于识别和量化控制阀流量的符号和定义
Kv 在规定温度(通常在5°C至40°C之间)下,通过阀门孔口产生1 bar压降的水的流量(m³/h)。(在欧洲广泛使用)
Kvs 特定阀门在全开时的实际或标称Kv值,构成阀门流量系数或容量指数。
Kvr Kvr是应用所需的流量系数。
Cv 在规定温度(通常在40°F至100°F之间)下,通过阀门孔口产生每平方英寸一磅压降的水的流量(加仑/分钟)。(在美国及世界某些其他地区广泛使用)。使用此术语时需注意,因为同时存在Cv英制和Cv美制。
虽然基本定义相同,但由于英制加仑和美制加仑的差异,实际值略有不同。
Av 产生1帕斯卡压降的水的流量(m³/s)。

换算: Cv(英制) = Kv x 0.962 658 Cv (美制) = Kv x 1.156 099 AV = 2.88 x 10-5 CV (英制) 控制阀的流量系数KVS是必不可少的信息,通常与其他数据一起在制造商的技术数据表上列出。 控制阀制造商通常会为特定阀门尺寸提供多种阀内件尺寸(阀座和阀芯的组合)。这可能是为了简化管道安装,消除对异径管的需求,或降低噪音。 表6.2.2显示了一组选定阀门的典型KVS流量系数范围。

表6.2.2 典型阀门系列的Kvs值

尺寸 DN15 DN20 DN25 DN32 DN40 DN50 DN65 DN80 DN100
Kvs 4 6.3 10 16 25 36 63 100 160
2.5 4 6.3 10 16 25 36 63 100
1.6 2.5 4 6.3 10 16 25 36 63
1 1.6 2.5 4 6.3 10 16 25 36

流量、压差和流量系数之间的关系将根据流过阀门的流体类型而变化。这些关系是可预测的,并由方程式满足,在以下章节中有更详细的讨论: