调节阀新型流量系数计算公式的诞生及主要特点

发布时间:2009-12-02  点击数:3700
      前面介绍的四种调节阀流量系数计算早期公式,关于计算误差的讨论,其试验对象都是一些低压力恢复的普通单座、双座球体阀,因此公式中从未考虑到压力恢复问题。随着工业的发展,使用的高压力恢复调节阀(如球阀蝶阀等)越来越多,操作压差越来越大,因此,早期公式的误差越来越暴露出其不足,越来越不能满足自控系统的要求。例如“在临界压差下用平均密度法的计算值与实测数据已相差甚远。对蝶阀,流量误差达+45%;对V形球阀,达+62%;对文丘利角形阀达+138%;对文丘利球阀甚至达+150%。即使对一般单座调节阀也有+35%误差。开发新的计算公式已经是十分紧迫的问题。
      第五种计算公式是1962年Masonneilan公司开发和研究的成果。他们认为在临界状态下计算时,要把ΔP限制在一个有效的临界值,但不能用 =0.5来确定临界ΔP,他们认为临界条件应修正为
……………………………………(3-79)
      式中Cf——临界流量系数,它是临界条件下测得的CV值与正常压力恢复条件下CV值之比。
      因此,气体临界流量公式为
       ………………….(3-80)
      式中 R——临界压力比
      ……………………….…………………(3-81)
      k——比热比;
      G——重度。
      Cf值的引入大大提高临界区的计算精度,但由于临界区和非临界区之间的过渡区的计算误差仍无法消除和解决,仍不完美。
     第六种方法是Fisheγ公司所提出的计算公式:
      …………….…………(3-82)
     式中C1=Cg/CV,Cg是用空气在临界压差下测得的流量系数;
     C2=比热比的理论校正系数。
      这个公式除了在个别压力恢复能力极高的角形阀、球阀计算时会在Δp/p1小的情况下分别产生5%和10%的误差外,对其余电动调节阀阀型都有较高的精度,也解决了过渡区的计算问题。
      第七种方法称为多项式法,数学表示法为:
      …………………….………(3-83)
      式中
     ………………………………………..(3-84)
      第八种方法是膨胀系数法,汇集在表(3-4)中。由于这种方法引入XT因而考虑了压力恢复,提高了计算精度,尤其对高压力恢复调节阀更为显著。在膨胀系数法中应用气体压缩系数Z,用于修正一般气体与理想气体的偏离。大多数实际气体的Z值在0.5~1.5之间,如果不考虑Z,最严重时引起流量偏大40%或偏小20%。