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            常見流體流速




            流量系數的概念及計算
              調節閥同孔板一樣,是一個局部阻力元件。前者,由于節流面積可以由閥芯的移動來改變,因此是一個可變的節流元件;后者只不過孔徑不能改變而已。

                可是,我們把調節閥模擬成孔板節流形式,見圖2-1。對不可壓流體, 代入伯努利方程為:

                解出  命  再根據連續方程Q= AV,與上面公式連解可得:

                  V1 、V2 —— 節流前后速度;
                  V —— 平均流速;
                  P1 、P2 —— 節流前后壓力,100KPa;
                  A —— 節流面積,cm;
                  Q —— 流量,cm/S;
                 ξ—— 阻力系數;
                  r —— 重度,Kgf/cm;
                  g —— 加速度,g = 981cm/s ;
                  如果將上述Q、P1、P2 、r采用工程單位,即:Q ——m/ h;P1 、P2 —— 100KPa; r——gf/cm。于是公式(2)變為:

                 

              再令流量Q的系數 為Kv,即:Kv = 
                   
              這就是流量系數Kv的來歷??梢婇y阻力越大Kv值越??;口徑越大Kv越大。   可壓流體的流量系數公式
                  可壓流體由于考慮的角度不同,有不同的計算公式,主要采用的是壓縮系數法和平均重度法兩種。
                  壓縮系數法是在不可壓流體流量系數公式(4)基礎上乘上一個壓縮系數ε 而來,即

                 

                式中,ε——壓縮系數,由試驗確定為ε= 1-0.46△P/P1,在
                     飽和狀態時, △P/P1 = 0.5,此時流量不再隨△P的
                     增加而增加,即產生了阻塞流(阻塞流的定義為:
                     流體通過調節閥時,所達到的最大極限流量狀態),

                壓力恢復系數 FL
                  由P1在原公式的推導中,認為調節閥節流處由P1直接下降到P2,見圖2-3中虛線所示。但實際上,壓力變化曲線如圖2-3中實線所示,存在差壓力恢復的情況。不同結構的閥,壓力恢復的情況不同。阻力越小的閥,恢復越厲害,越偏離原推導公式的壓力曲線,原公式計算的結果與實際誤差越大。因此,引入一個表示閥壓力恢復程度的系數FL來對原公式進行修正。FL稱為壓力恢復系數(Pressure reecvery factor),其表達式為:       (9)
              式中, 、 表示產生閃蒸時的縮流處壓差和閥前后壓差。  
              圖2-3 閥內的壓力恢復 鍵是FL的試驗問題。用透明閥體試驗,將會發現當節流處產生閃蒸,即在節流處產生氣泡群時,Q就基本上不隨著△P的增加而增加。這個試驗說明:
              產生閃蒸的臨界壓差就是產生阻塞流的臨界壓差,故FL又稱臨界流量系數(Critical flow factor),因此FL既可表示不同閥結構造成的壓力恢復,
              以修正不同閥結構造成的流量系數計算誤差,又可用于對正常流動,阻塞流動的差別,即FL定義公式(9)中的壓差△Pc就是該試驗閥產生阻塞流動的臨界壓差。
              這樣,當△P<△Pc時為正常流動,當△P≥△Pc時為阻塞流動。  

              調 節 閥 形 式

              流向

              FL值




              調

              柱塞形閥芯

              流開

              0.90

              流閉

              0.80

              “V”形閥芯

              任意流向

              0.90

              套筒形閥芯

              流開

              0.90

              流閉

              0.80

              雙 座
              調節閥

              柱塞形閥芯

              任意流向

              0.85

              “V”形閥芯

              任意流向

              0.90

              角型調節閥

              柱塞形閥芯

              流開

              0.80

              流閉

              0.90

              套筒形閥芯

              流開

              0.85

              流閉

              0.80

              文丘里形

              流閉

              0.50

              球閥

              “O”型

              任意流向

              0.55

              “V”型

              任意流向

              0.57

              蝶閥

              60°全開

              任意流向

              0.68

              90°全開

              任意流向

              0.55

              偏心旋轉閥

              流開

              0.85

                 
            流量特性

               

              相對流量% \ 相對開度 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
              直線流量特性(1) 3.3 13.0 22.7 32.3 42.0 51.7 61.3 71.0 80.6 90.3 100
              等百分比流量特性(2) 3.3 4.67 6.58 9.26 13.0 18.3 25.6 36.2 50.8 71.2 100
              快開流量特性(3) 3.3 21.7 38.1 52.6 65.2 75.8 84.5 91.3 96.13 99.03 100
              拋物線流量特性 3.3 7.3 12 18 26 35 45 57 70 84 100

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