调节阀流量系数计算之—新公式

发布时间:2010-07-12  点击数:2712
   目前,调节阀流量系数的计算技术国外发展很快,就KV值计算公式而言早在20世纪70年代初ISA(国际标准协会标准)就规定了新的计算公式,国际电工委员会IEC也正在制定常用介质的计算公式。下面介绍一种在平均重度法公式基础上加以修正的新公式。
1、原公式推导中存在的问题
    在前节的KV值计算公式推导中,我们可以看出原公式推导中存在如下问题:
    (1)把调节阀模拟为简单形式来推导后,未考虑与不同阀结构实际流动之间的修正问题。
    (2)在饱和状态下,阻塞流动(即流量不再随压差的增加)的差压条件为△P/P=0.5,同样未考虑不同阀结构对该临界点的影响问题。
    (3)未考虑低雷诺数和安装条件的影响。
2、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,见图中虚线所示。

  调节阀内的压力恢复
    压力变化曲线如图中实线所示,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:

    式中,△PVC、△PC表示产生闪蒸时的缩流处压差和阀前后压差.图阀内的压力恢复关键是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。从(9)公式中我们即可解出液体介质的△Pc为:
△PC=FL2(P1-PV)(10)
    由试验确定的各类阀的FL值见下表。

调节阀形式 流向 FL值
单座调节阀 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
角形阀 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