调节阀流量系数CV值的来历与计算方法

发布时间:2009-10-13  点击数:22837
        1915 年美国的 FISHER GOVERNER 公司按设计条件积累了图表,按图表先定口径。由于用这个方法调节阀的费用减少了,电动调节阀的寿命延长了,因此当时得到了好评。但是按选定的口径比现在计算出来的还大些。后来按选定法对液体,气体,蒸汽及各种形式的气动调节阀进行了进一步的算法研究。
       直到 1930 年美国的 FOXBORO 公司 ROLPHRJOKWELL 和 DR.@.E.MASON 对以下的V型 ( 等百分比 ) 球阀 , 最初使用CV值 , 并发表了CV 计算公式。 1944年美国的 MASON — NELLAN REGULATOR 公司把 ROKWELL 和 MAXON 合并为 MASON — NEILAN ,发表了 @ V 计算公式。 1945 年美国的 SONALD EKMAN 公司发表了和 MASON — NELLAN 差不多的公式,但对流通面积和流量系数相对关系展开研究工作。
        1962 年美国的 F@I ( FLUID @ONTROLS INSTITUTE ) 发表了 FCI 58-2 流量测定方法,并发表了调节阀口径计算。迄今还在使用的CV 计算式,但同 FCI 62-1 。 1960 年西德的 VDI/VDE 也发表了 KV 计算式,但同 FCI62-1 相同,仅仅是单位改为公制。 1966~1969 年日本机械学会关于调节阀基础调查分会对定义瘩的口径计算,规格书,使用方法进行调查研究。但到现在还未结束。 1977 年美国的 ISA ( INSTRUMENT SOCIETY OF AMERICA )发表了标准 S39 。 1 “关于压缩流体的计算”公式。 1977~1978 美国的 ANSI/ISA 标准 ,S75.01 于 1979 年 5 月 15 日发表了 NO\\0046-79, 为工程服务的报告。
  调节并流通能力的计算,各仪表厂目前采用FCI推荐的C V 值计算公式如表 1
  公式 压力条件 计算式
   △P < 2 1> △P≥P 1 /2   
       液体 同左
  气体 常温 ( 0~60 C)
   温度修正 (>60°C)
  蒸汽 饱和
   过热
  表中各式对一般的使用场合可以满足。但对于高压差,高粘度接近饱和状态的液体等场合,尤其是蝶阀,球阀等低压力恢复系数的阀,误差就很大了,必须进行修正。 80 年日本个别公司已开始用下列系数进行修正。 空化系数:当液体通过调节阀时,在缩流部压力低于阀入口温度下的饱和蒸汽压力 P V 时,一部分液体迅速气化使通过调节阀的液体成为气液两相流的现象学称为闪蒸。缩流部后液体的压力表逐渐恢复,混杂在液体中的气泡破碎,在气泡破碎时造成压力升高,压力有时高达数千 kgf/cm 2 ,在这种局部高压的作用会使阀芯表面的金属剥落而导致损坏,此种现象称为空化。
  在发生上述现象时,当阀进口压差 D R = R 1-P2 增加到一定数值后,通过阀的流量将不随着压差增加而增加产生阻塞流( CHOKOD FLOW ),如图 1 所示。此时表 1 中的公式就不适用了,必须修正。即不能单纯用△ P=P1-P2 来计算调节阀的流通能力,而必须使流体在阀缩流部的压力不低于 PV 。由于各种调节阀的压力恢复系数是不一样的,由图 2 可见,蝶阀,球阀等高压力恢复的调节瘩更易产生内蒸和空化。
  不同的调节阀形式具有不同的压力恢复系数,而压力恢复系数直接影响产生闪蒸、空化的难易程度,因此引入空化系数 KC 。P 1 - —阀入口压力; P 2 —阀出口压力; P V —饱和蒸气压力; DRCV —缩流部差压; D R = R 1- R 2
  KC 定义为: KC=△P/△P O =(P 1 —P 2 )/(P 1 —P V )
  KC 数值是调节阀本身结构决定的,反映了该阀压力恢复的高低 ,由于 D R =KC · D R 0 即 P 1 —P 2 =KC(P 1 -P V )通过 KC 可求出使缩流部压力低于 P V 时(即不产生空化)的最大允许阀压降 D RCRI ,即 △PCri= P 1 —P 2 =KC(P 1 -P V )