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    常用介质的流速







    流量系数

    流量系数的概念及计算


    调节阀同孔板一样,是一个局部阻力元件。前者,由于节流面积可以由阀芯的移动来改变,因此是一个可变的节流元件;后者只不过孔径不能改变而已。

    可是,我们把调节阀模拟成孔板节流形式,见图2-1。对不可压流体, 代入伯努利方程为:

      解出  命  再根据连续方程Q= AV,与上面公式连解可得:

        V1 、V2 —— 节流前后速度;
        V —— 平均流速;
        P1 、P2 —— 节流前后压力,100KPa;
        A —— 节流面积,cm
        Q —— 流量,cm/S;
       ξ—— 阻力系数;
        r —— 重度,Kgf/cm
        g —— 加速度,g = 981cm/s ;
        如果将上述Q、P1、P2 、r采用工程单位,即:Q ——m/ h;P1 、P2 —— 100KPa; r——gf/cm。于是公式(2)变为:

       

    再令流量Q的系数 为Kv,即:Kv = 
         
    这就是流量系数Kv的来历。可见阀阻力越大Kv值越小;口径越大Kv越大。   可压流体的流量系数公式
        可压流体由于考虑的角度不同,有不同的计算公式,主要采用的是压缩系数法和平均重度法两种。
        压缩系数法是在不可压流体流量系数公式(4)基础上乘上一个压缩系数ε 而来,即    

      式中,ε——压缩系数,由试验确定为ε= 1-0.46△P/P1,在
           饱和状态时, △P/P1 = 0.5,此时流量不再随△P的
           增加而增加,即产生了阻塞流(阻塞流的定义为:
           流体通过调节阀时,所达到的最大极限流量状态),

      压力恢复系数 FL
        由P1在原公式的推导中,认为调节阀节流处由P1直接下降到P2,见图2-3中虚线所示。但实际上,压力变化曲线如图2-3中实线所示,存在差压力恢复的情况。不同结构的阀,压力恢复的情况不同。阻力越小的阀,恢复越厉害,越偏离原推导公式的压力曲线,原公式计算的结果与实际误差越大。因此,引入一个表示阀压力恢复程度的系数FL来对原公式进行修正。FL称为压力恢复系数(Pressure reecvery factor),其表达式为:       (9)
    式中, 、 表示产生闪蒸时的缩流处压差和阀前后压差。  
    图2-3 阀内的压力恢复 键是FL的试验问题。用透明阀体试验,将会发现当节流处产生闪蒸,即在节流处产生气泡群时,Q就基本上不随着△P的增加而增加。这个试验说明:
    产生闪蒸的临界压差就是产生阻塞流的临界压差,故FL又称临界流量系数(Critical flow factor),因此FL既可表示不同阀结构造成的压力恢复,
    以修正不同阀结构造成的流量系数计算误差,又可用于对正常流动,阻塞流动的差别,即FL定义公式(9)中的压差△Pc就是该试验阀产生阻塞流动的临界压差。
    这样,当△P<△Pc时为正常流动,当△P≥△Pc时为阻塞流动。  

    调 节 阀 形 式

    流向

    FL值






    柱塞形阀芯

    流开

    0.90

    流闭

    0.80

    “V”形阀芯

    任意流向

    0.90

    套筒形阀芯

    流开

    0.90

    流闭

    0.80

    双 座
    调节阀

    柱塞形阀芯

    任意流向

    0.85

    “V”形阀芯

    任意流向

    0.90

    角型调节阀

    柱塞形阀芯

    流开

    0.80

    流闭

    0.90

    套筒形阀芯

    流开

    0.85

    流闭

    0.80

    文丘里形

    流闭

    0.50

    球阀

    “O”型

    任意流向

    0.55

    “V”型

    任意流向

    0.57

    蝶阀

    60°全开

    任意流向

    0.68

    90°全开

    任意流向

    0.55

    偏心旋转阀

     

    流开

    0.85

       

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