国际电工委员会推荐的调节阀流量系数计算公式解析

发布时间:2010-07-12  点击数:6171
1、公式简介
   国际电工委员会(IEC)推荐公式见表2-6,对于液体与表2-2中公式一样,只是气体计算公式方程有所不同。在考虑压力恢复系数FL的新概念基础上,不是表2-2中用FL对原平均重度法加以修正的形式,而是采用又一种新的修正方法--膨胀系数修正重度法。膨胀系数修正重度法根据流量单位的不同,有体积流量和重量流量之分,前者用于一般气体;后者用于蒸气。对于一般气体,根据已知介质的标准重度rN、气体分子量M或对空气的比重G,有3种相对应的计算公式;对蒸气,根据已知的入口实际重度或分子量,有两个相对应的计算公式供选用。该方法比表2-2中推荐的平均重度修正法要复杂些。从表中可看出,膨胀系数修正重度法共引入了8个新的参数,其中物理参数4个:K、Pc、Tc、M;查图参数1个:Z;计算的参数3个:XT、FK、Y。由于考虑的因素多些,自然精度更高。
2、公式比较计算实例
  下面举例看看原平均重度法、平均重度修正法、膨胀系数修正重度法在同样条件下的计算差别。
   例:已知二氧化碳QN=76000Nm3/h,rN=1.977kg/m3,P1=40×100KPa(绝压),P2=22×100KPa,t1=50℃,选用双座调节阀,求Kv值为多少?解:
    (1)按原平均重度法计算:
     ∵
     ∴为一般流动,Kv值计算公式为: 
       
        
       = 151.3

   (2)按平均重度修正法计算:
    查表得FL=0.85
     0.5FL=0.5×0.85=0.36
    ∵    ∴为阻塞流动,Kv值计算公式为:
     
     
    = 171.2
  (3)按膨胀系数修正重度法计算:
   查有关物理参数得:
    K=1.3;PC=75.42×100KPa;TC=304.2℃。
    根据PC、TC查图得Z=0.827
    流动状态差别
    ∵XT=0.84FL=0.84×0.85=0.61
    FK=K/1.4=1.3/1.4 表2-6 国际电工委员会推荐的新公式汇总表
介质 流动
状态
计算公式
流动状态 Kv值计算公式
液体 一般流动 同表2-2
推荐公式
同表2-2推荐公式
阻塞流动
气体 一般流动
阻塞流动
蒸气 一般流动
阻塞流动
表中代号及单位 已经熟悉的代号 QN:气体标准状态下的流量Nm3/h
Gs:蒸气重量流量kg/h
rN:气体标准状态下的重度kg/Nm3
T1:入口绝对温度K
P1:阀前绝压100Kpa
r1:入口蒸气重度kg/m3
△P:压差100Kpa (若为过热蒸气时,代入过热条件下的实际重度)
G:对空气的比重
新引入的代号 Fk:比热比系数FK=K/1.4
Z:压缩系数(由比压力P4/PC和比
K:气体的绝热指数
温度T1/TC查表得PC为临界压力TC为临界温度)
XT:临界压差比系数XT=0.84FL
Y:膨胀系数 Y = (Y的范围0.667~1.0 )
M:气体的分子量

注:Pc、Z、K可进一步查阅GB2624-81或理化数据手册 
    XTFk=0.61×1.3/1.4=0.57
   △P/P1=0.45﹤ XTFk
   ∴为一般流动,采用公式为:
   Kv =
   计算Kv值: 
   Kv =  
   4、结论
    由以上计算实例可见,采用平均重度修正法与膨胀系数修正重度计算结论基本一致,其Kv值为171.1~171.2之间,而原平均重度法计算出的Kv值为151.3,差(171.2-151.3)/151.3=13%。
    这个例子是比较巧合的。平均重度修正法与膨胀系数修正法实际计算结果有差别而后者精度更高,但是计算复杂推广应用还比较困难。前者精度低些同时也考虑了FL的影响。由于它计算简便需要的物理参数不多,使用起来更加方便。从满足工程应用和简化上看作者推荐前者。