調(diào)節(jié)閥的計(jì)算、選型方法

調(diào)節(jié)閥根據(jù)驅(qū)動(dòng)方式分類，一般分為氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、液動(dòng)調(diào)節(jié)閥、自力式調(diào)節(jié)閥等。根據(jù)結(jié)構(gòu)可分為單座調(diào)節(jié)閥、雙座調(diào)節(jié)閥、套筒調(diào)節(jié)閥、角式調(diào)節(jié)閥、球閥、蝶閥等九大類。調(diào)節(jié)閥的計(jì)算選型是指在選用調(diào)節(jié)閥時(shí)，通過(guò)對(duì)流經(jīng)閥門介質(zhì)的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，確定閥門的流通能力，選擇正確的閥門型式、規(guī)格等參數(shù)，包括公稱通徑，閥座直徑，公稱壓力等，正確的計(jì)算選型是確保調(diào)節(jié)閥使用效果的重要環(huán)節(jié)。

1. 調(diào)節(jié)閥流量系數(shù)計(jì)算公式

1.1 流量系數(shù)符號(hào)：
Cv—英制單位的流量系數(shù)，其定義為：溫度60°F（15.6℃）的水，在16/in2(7KPa)壓降下，每分鐘流過(guò)調(diào)節(jié)閥的美加侖數(shù)。
Kv—國(guó)際單位制（SI制）的流量系數(shù)，其定義為：溫度5~40℃的水，在105Pa壓降下，每小時(shí)流過(guò)調(diào)節(jié)閥的立方米數(shù)。
注：Cv≈1.16 Kv
1.2 不可壓縮流體（液體）Kv值計(jì)算公式
1.2.1 一般液體的Kv值計(jì)算

式中：P1—閥入口絕對(duì)壓力KPa 2—閥出口絕對(duì)壓力KPa
QL—液體流量 m3/h ρ—液體密度g/cm3
FL—壓力恢復(fù)系數(shù)，與調(diào)節(jié)閥閥型有關(guān)，附后
FF—流體臨界壓力比系數(shù)，
PV—閥入口溫度下，介質(zhì)的飽和蒸汽壓（絕對(duì)壓力KPa）
PC—物質(zhì)熱力學(xué)臨界壓力（絕對(duì)壓力KPa）
注：如果需要，本公司可提供部分介質(zhì)的PV值和PC值
1.2.2 高粘度液體Kv值計(jì)算
當(dāng)液體粘度過(guò)高時(shí)，按一般液體公式計(jì)算出的Kv值誤差過(guò)大，必須進(jìn)行修正，修正后的流量系數(shù)為
式中：K′V —修正后的流量系數(shù) KV —不考慮粘度修正時(shí)計(jì)算的流量系數(shù)
FR—粘度修正系數(shù) （FR值從FR~Rev關(guān)系曲線圖中確定）
計(jì)算雷諾數(shù)Rev公式如下：
對(duì)于只有一個(gè)流路的調(diào)節(jié)閥，如單座閥、套筒閥、球閥等：

對(duì)于有二個(gè)平行流路的調(diào)節(jié)閥，如雙座閥，蝶閥，偏心旋轉(zhuǎn)閥等：

1.3 可壓縮流體—?dú)怏w的KV值計(jì)算

式中：P1—閥入口絕對(duì)壓力KPa P2—閥出口絕對(duì)壓力KPa
Qg—?dú)怏w流量 Nm3/h G—?dú)怏w比重（空氣=1）
t—?dú)怏w溫度℃ Z—高壓氣體（PN＞10MPa）的壓縮系數(shù)
注：當(dāng)介質(zhì)工作壓力≤10MPa時(shí)，Z=1；當(dāng)介質(zhì)工作壓力＞10MPa時(shí)，Z＞1，具體值查有關(guān)資料。
1.4 可壓縮流體—蒸汽的KV值計(jì)算
1.4.1 飽和蒸汽的KV值計(jì)算

式中：P1—閥入口絕對(duì)壓力KPa P2—閥出口絕對(duì)壓力KPa
GS—蒸汽流量 kg/h K—蒸汽修正系數(shù)
部分蒸汽的K值如下：

1.4.2 過(guò)熱蒸汽的KV值計(jì)算

式中：P1、P2、GS、K含義及單位同前 △t—水蒸汽過(guò)熱度℃
1.5 兩相流流體的Kv值計(jì)算
兩相流流體的Kv值計(jì)算公式如下：

式中：P1、P2的含義及單位同前； Wg—?dú)怏w、蒸汽質(zhì)量流量，kg/h；
WL—液體質(zhì)量流量，kg/h； ρe—兩相流有效密度，kg/m3；
ρm—兩相流密度(P1、T1條件)，kg/m3； ρL—液體密度，kg/m3；
Fg—?dú)怏w壓力恢復(fù)系數(shù)； f(x,k)—壓差比修正系數(shù)；
T1—入口絕對(duì)溫度，K； FF—液體臨界壓縮比系數(shù)；
1.6 IEC推薦的調(diào)節(jié)閥FL、XT數(shù)值表：

2. 調(diào)節(jié)閥選型
2.1 流量系數(shù)選擇
當(dāng)流量系數(shù)Kv（Cv）計(jì)算出來(lái)后，就要對(duì)其作適當(dāng)放大，使其符合所選閥型的Kv（Cv）值系列，并確定相應(yīng)的調(diào)節(jié)閥口徑（或閥座直徑）。
對(duì)于S≥0.3的一般工況，采用以下流量系數(shù)放大倍數(shù)：
等百分比流量特性，m=1.97;
直線流量特性， m=1.63;
圓整后的流量系數(shù)應(yīng)使調(diào)節(jié)閥小和大流量系數(shù)時(shí)的相對(duì)行程處于下表的范圍：
直線流量特性： 10%～80%
等百分比流量特性： 30%～90% 或者 30%～80%（終按設(shè)計(jì)院技術(shù)規(guī)格書要求）
2.2 口徑選擇
當(dāng)KV閥確定后，調(diào)節(jié)閥口徑（公稱通徑）或閥座直徑也就相應(yīng)確定。
所選閥的口徑除滿足開度要求外，還應(yīng)根據(jù)流體流速極限和接管直徑進(jìn)行驗(yàn)算，防止流速過(guò)高對(duì)閥門產(chǎn)生的沖擊、振動(dòng)和摩擦損耗。
2.2.1 流速
2.2.1.1 不可壓縮流體（液體）的流速極限， m/s

注：套筒閥和抗氣蝕調(diào)節(jié)閥的流速極限允許在上表數(shù)據(jù)的1.5倍之內(nèi)。
2.2.1.2 可壓縮流體（氣體、蒸汽）
可壓縮性流體的出口流速不應(yīng)超過(guò)音速，且進(jìn)口流速在100m/s之內(nèi)。
2.2.2 接管直徑
調(diào)節(jié)閥直徑可以比接管直徑小兩個(gè)規(guī)格，如：
接管直徑為DN250（10″）時(shí)，調(diào)節(jié)閥口徑可以為DN150（6″）。
2.3 噪聲預(yù)估
在自控系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)閥是大的噪聲源，因此，必須進(jìn)行噪聲預(yù)估。當(dāng)噪聲超過(guò)有關(guān)規(guī)定時(shí)（一般為85dB）,應(yīng)考慮低噪聲結(jié)構(gòu)，但是有兩種場(chǎng)合除外：
a.閥門遠(yuǎn)離人區(qū)； b.常閉閥。

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