调节阀的流量系数Kv,是调节阀的重要参数它反映调节阀通过流体的能力也就是调节阀的容量。根据调节阀流量系数 Kv的计算就可以确定选择调节阀的口径。为了正确选择调节阀的口径必须正确计算出调节阀的额定流量系数Kv值。调节阀额定流量系数Kv的定义是在规定条件下 即阀的两端压差为 10Pa,流体的密度为lg/cm额定行程时流经调节阀以m/h或t/h的流量数。 1. 一般液体的Kv值计算a. 非阻塞流
判别式 △ Pv FL P1—FFPV计算公式 Kv=10QL
式中 FL—压力恢复系数见附表
FF—流体临界压力比系数 FF=0.96—0.28
P V-阀入口温度下介质的饱和蒸汽压绝对压力 ,kP a
PC—流体热力学临界压力绝对压力 kPa
QL—液体流量m/hp—液体密度g/cm
P1—阀前压力绝对压力 kPa
P2—阀后压力绝对压力 kPab. 阻塞流
判别式 △ P斗L P1—FFPV
计算公式 Kv=10QL
式中各字符含义及单位同前
当P2>0.5P1时
当P2O.5P1时
式中 Qg—标准状态下气体流量Nm/h
Pm- P1+P2 /2 P1、 P2为绝对压力 kPa
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△ P=P1—P2
G—气体比重空气G=1 t—气体温度Cb.高压气体PN>10 MPa
当P2>0.5P1时
当P2O.5P1时
式中 Z-气体压缩系数可查GB/T 2624-81 《流量测量节流装置的设计安装和使用》
3. 低雷诺数修正高粘度液体KV值的计算触控开关
液体粘度过高或流速过低时 由于雷诺数下降改变了流经调节阀流体的流动状态在
Re v<2300时流体处于低速层流 这样按原来公式计算出的 KV值误差较大必须进行修正。
此时计算公式应为
式中①一粘度修正系数 由Re v查F R—Re v曲线求得 Q L—液体流量m/h对于单座阀、套筒阀、角阀等只有一个流路的阀对于双座阀、蝶阀等具有二个平行流路的阀式中 Kv'怀考虑
粘度修正时计算的流量系v—流体运动粘度mm/s自动滤水器
F R—Re v关系曲线
F R-Re v关系图
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4.水蒸气的Kv值的计算a. 饱和蒸汽
当P2>0.5P1时
当P2O.5P1时
式中G—蒸汽流量kg/h,P 1、 P2含义及单位同前K—蒸汽修正系数部分蒸汽的K值如下水蒸汽K=19.4;氨蒸汽 K=25;氟里昂11 :K=68.5 ;甲烷、乙烯蒸汽K=37;丙烷、丙烯蒸汽K=41.5;丁烷、异丁烷蒸汽 K=43.5。b. 过热水蒸汽
当P2>0.5P1时
当P2O.5P1时
式中 △ t—水蒸汽过热度C,Gs、 P1、 P2含义及单位同前。
那么如何计算选择电动水阀口径工程上我们常用的是通过计算 电动阀门的流量系数
Kv/Cv值来推导电动水阀口径因为流量系数和水阀口径是成对应关系的换句话说流量系数定了水阀口径大小也就确定了。 水阀流量系数Kv/Cv采用以下公式计算Cv=Q/AP 1/2其中Q-设备空调/新风机组的冷量/热量或风量AP-为调节阀前后压差比 理论上讲在不同的空调回路中 AP值是不同的是一个动态变化的值 取值范围一般在1-7之间。但由于在流量系数的计算过程中 AP是开根号取值所以对C v计算影响并不是很大。因此在工程设计中一般选 AP值为4。举例来说假设1台空调机组技术指标值如下风量 8000 M3/H冷量 47.17 KW热量 67.55 KW余压 410 PA功率 2KW如何选用调节水阀首先我们计算流量系数Kv/Cv值Cv=Q/AP 1/2=67.55*0.685/2=23.14 Kv=Cv/1.17=43.92/1.17=19.8 然后计算出来的流量系数Kv/Cv选用与其相适应口径的调节
水阀。
气体压强与流速的关系:气体的流速越大压强越小。
1压力
根据工程热力学原理临界压力Pc与进口压力P1 绝压的比值称为临界压力比PB,即B=Pc/P1
从此式可看出气体的临界压力比B只与气体的比热比n有关气体的比热比可看作为一常数不同类型气体的n值如下
对单原子气体取n=1. 67,贝U B=0. 487 即 Pc=0. 487P1;
对双原子气体取n=1. 40,贝U B=0. 528 即 Pc=0. 528P1;
对多原子气体取n=1. 30,贝U B=0. 546 即 Pc=0. 546P1;
故对于空气双原子气体 Pc=0.528P1,对于燃气多原子气体 Pc=Q 546P1。燃气放散时出口截面处的压力为P2,外界压力为Po=O 1MPa高、中压放散压力比较高此状态下外界压力Po<Pc此时出口截面处的压力P2=Pc不变。
2出口流速
高、 中压燃气管道放散时出口流速为临界流速根据工程热力学计算公式 临界流速为n—绝热指数对于多原子气体 n取1. 30
R—气体常数 R=RMM为分子量
对于空气R=287,天然气R=519.6J/kmo 1.k
T1—进口气体温度 K
根据上式可知放散过程下的出口流速仅与气体的种类、 进口气体温度及气体的绝热指数有关与放散管截面积无关。
3最大质量流量
燃气管道放散时管道内压力逐渐降低质量流量亦逐渐减少刚开始瞬间为最大质量流量其计算公式为n――绝热指数对于多原子气体 n取1.30
R――气体常数 R二Ro/M,M为分子量
对于空气R=287,天然气R=519.6,J/km01.k
T1――气体绝对温度 Kf――放散管截面积m2
Z――压缩系数取Z=1
差压式流量计是以伯努利方程和流体连续性方程为依据 根据节流原理当流体流经节流件时如标准孔板、标准喷嘴、长径喷嘴、经典文丘利嘴、文丘利喷嘴等 在其前后产生压差此差压值与该流量的平方成正比。在差压式流量计中 因标准孔板节流装置差压流量计结构简单、 制造成本低、研究最充分、 已标准化而得到最广泛的应用。孔板流量计理论流量计算公式为 式中 qf为工况下的体积流量m3/s c为流出系数无量钢 B=d/D无量钢;d为工况下孔板内径mm D为工况下上游管道内径mm为可膨胀系数无量钢 △ p为孔板前后的差压值 Pa p 1为工况下流体的密度 kg/m3。对于天然气而言在标准状态下天然气积流量的实用计算公式为
式中 qn为标准状态下天然气体积流量m3/s As为秒计量系数视采用计量单位而定此式As=3.1794X 10-6 c为流出系数 E为渐近速度系数 d为工况下孔板内径mm FG为相对密度
系数 为可膨胀系数 FZ为超压缩因子 FT为流动湿度系数 p1为孔板上游侧取压孔气流绝对静压 MPa△ p为气流流经孔板时产生的差压 Pa。
差压式流量计一般由节流装置节流件、测量管、直管段、流动调整器、取压管路和差压计组成对工况变化、准确度要求高的场合则需配置压力计传感器或变送器 、温度计传感器或变送器流量计算机组分不稳定时还需要配置在线密度计或谱仪等。
2速度式流量计
速度式流量计是以直接测量封闭管道中满管流动速度为原理的一类流量计。 工业应用中主要有
①涡轮流量计当流体流经涡轮流量传感器时在流体推力作用下涡轮受力旋转其转速与管道平均流速成正比涡轮转动周期地改变磁电转换器的磁阻值 检测线圈中的磁通随之发生周期性变化 产生周期性的电脉冲信号。在一定的流量雷诺数范围内该电脉冲信号与流经涡轮流量传感器处流体的体积流量成正比。涡轮流量计的理论流量方程为式中n为涡轮转速 qv为体积流量 A为流体物性密度、粘度等 涡轮结构参数涡轮倾角、涡轮直径、流道截面积等有关的参数 B为与涡轮顶隙、流体流速分布有关的系数 C为与摩擦力矩有关的系数。
② 涡街流量计在流体中安放非流线型旋涡发生体流体在旋涡发生体两侧交替地分离释放出两列规则的交替排列的旋涡涡街。在一定的流量雷诺数范围内旋涡的分离频率与流经涡街流量传感器处流体的体积流量成正比。 涡街流量计的理论流量方程为
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式中 qf为工况下的体积流量m3/s D为表体通径mm M为旋涡发生体两侧弓形面积与管道横截面积之比 d为旋涡发生体迎流面宽度mmf为旋涡的发生频率Hz;Sr为斯特劳哈尔数无量纲。
③旋进涡轮流量计当流体通过螺旋形导流叶片组成的起旋器后流体被强迫围绕中心线强烈地旋转形成旋涡轮通过扩大管时旋涡中心沿一锥形螺旋形进动。在一定的流量雷诺数范围内旋涡流的进动频率与流经旋进涡流量传感器处流体的体积流量成正比。旋进旋涡流量计的理论流量方程为
式中 qf为工况下的体积流量m3/s f为旋涡频率 Hz;K为流量计仪表系数 P/m3 p为脉冲数 。
④时差式超声波流量计当超声波穿过流动的流体时在同一传播距离内其沿顺流方向和沿逆流方向的传播速度则不同。在较宽的流量雷诺数范围内 该时差与被测流体在管道中的体积流量平均流速成正比。超声波流量计的流量方程式为
式中 qf为工况下的体积流量m3/s V为流体通过超声换能器皿1、 2之间传播途径上的声道长度mL为超声波在换能器1、 2之间传播途径上的声道长度 mX为传播途径上的轴向分量m ti为超声波顺流传播的时间 s t2为超声波逆流传播的时间 s。
速度式气体流量计一般由流量传感器和显示仪组成对温度和压力变化的场合则需配置压力计传感器或变送器 、温度计传感器或变送器 、流量积算仪温压补偿或流量计算机温压及压缩因子补偿 对准确度要求更高的场合如贸易天然气 则另配置在线谱仪连续分析混合气体的组分或物性值计算压缩因子、密度、发热量等。
3容积式流量计
在容积式流量计的内部有一构成固定的大空间和一组将该空间分割成若干个已知容积的小空间的旋转体如腰轮、皮膜、转筒、刮板、椭圆齿轮、活塞、螺杆等。旋转体在流体压差的作用下连续转动不断地将流体从已知容积的小空间中排出。根据一定时间内旋转体转动的次数 即可求出流体流过的体积量。 容积式流量计的理论流量计算公式式中 qf为工况下的体积流量m3/s n为旋转体的流速周/s V为旋转体每转一周所排流体的体积m3/周。二恶英检测
浮子流量计。 浮子流量计在中型和小型实验装置上使用很广泛这是因为浮子式流量计简单、直观、价格低廉适合作一般指示。浮子流量计有玻璃锥管型和金属锥管型两大类玻璃锥管型的不足之处是耐压不高和玻璃锥管易碎另外 流体温度压力对示值影响大。一般可根据流体实际温度和压力按式3.28进行
人工换算。式中由于引入p n,在被测气体不为空气时也可利用该公式进行换qv=qvf(3.28)式中qv——实际体积流量Nm3/hqvf-------仪表示值m3/h;
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