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流量系数的概念及计算
调节阀同孔板一样，是一个局部阻力元件。前者，由于节流面积可以由阀芯的移动来改变，因此是一个可变的节流元件；后者只不过孔径不能改变而已。
可是，我们把调节阀模拟成孔板节流形式，见图2－1。对不可压流体， 代入伯努利方程为： |
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解出  |
命  |
| 再根据连续方程Q＝ AV，与上面公式连解可得： |
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V1 、V2
—— 节流前后速度；
V —— 平均流速；
P1 、P2
—— 节流前后压力，100KPa；
A —— 节流面积，cm ；
Q —— 流量，cm ／S；
ξ—— 阻力系数；
r —— 重度，Kgf／cm；
g —— 加速度，g
= 981cm/s ；
如果将上述Q、P1、P2 、r采用工程单位，即：Q
——m/
h；P1 、P2
—— 100KPa； r——gf/cm。于是公式（2）变为：
  |
再令流量Q的系数  为Kv，即：Kv ＝ |
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| 这就是流量系数Kv的来历。可见阀阻力越大Kv值越小；口径越大Kv越大。 |
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可压流体的流量系数公式
可压流体由于考虑的角度不同，有不同的计算公式，主要采用的是压缩系数法和平均重度法两种。
压缩系数法是在不可压流体流量系数公式（4）基础上乘上一个压缩系数ε 而来，即 |
式中，ε——压缩系数，由试验确定为ε＝ 1－0.46△P／P1，在
饱和状态时， △P／P1 ＝ 0.5，此时流量不再随△P的
增加而增加，即产生了阻塞流（阻塞流的定义为：
流体通过调节阀时，所达到的最大极限流量状态）， |
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压力恢复系数 FL
由P1在原公式的推导中，认为调节阀节流处由P1直接下降到P2，见图2－3中虚线所示。但实际上，压力变化曲线如图2－3中实线所示，存在差压力恢复的情况。不同结构的阀，压力恢复的情况不同。阻力越小的阀，恢复越厉害，越偏离原推导公式的压力曲线，原公式计算的结果与实际误差越大。因此，引入一个表示阀压力恢复程度的系数FL来对原公式进行修正。FL称为压力恢复系数（Pressure
reecvery factor），其表达式为: |
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(9)
式中， 、
表示产生闪蒸时的缩流处压差和阀前后压差。 |
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图2-3 阀内的压力恢复 |
键是FL的试验问题。用透明阀体试验，将会发现当节流处产生闪蒸，即在节流处产生气泡群时，Q就基本上不随着△P的增加而增加。这个试验说明：
产生闪蒸的临界压差就是产生阻塞流的临界压差，故FL又称临界流量系数（Critical
flow factor），因此FL既可表示不同阀结构造成的压力恢复，
以修正不同阀结构造成的流量系数计算误差，又可用于对正常流动，阻塞流动的差别，即FL定义公式（9）中的压差△Pc就是该试验阀产生阻塞流动的临界压差。
这样，当△P＜△Pc时为正常流动，当△P≥△Pc时为阻塞流动。 |
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调 节 阀 形 式 |
流向 |
FL值 |
单
座
调
节
阀 |
柱塞形阀芯 |
流开 |
0.90 |
流闭 |
0.80 |
“V”形阀芯 |
任意流向 |
0.90 |
套筒形阀芯 |
流开 |
0.90 |
流闭 |
0.80 |
双 座
调节阀 |
柱塞形阀芯 |
任意流向 |
0.85 |
“V”形阀芯 |
任意流向 |
0.90 |
角型调节阀 |
柱塞形阀芯 |
流开 |
0.80 |
流闭 |
0.90 |
套筒形阀芯 |
流开 |
0.85 |
流闭 |
0.80 |
文丘里形 |
流闭 |
0.50 |
球阀 |
“O”型 |
任意流向 |
0.55 |
“V”型 |
任意流向 |
0.57 |
蝶阀 |
60°全开 |
任意流向 |
0.68 |
90°全开 |
任意流向 |
0.55 |
偏心旋转阀 |
流开 |
0.85 |
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| 流量特性曲线： |
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相对流量 ％ \ 相对开度 ％ |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
直线流量特性 |
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 |
3.3 |
4.67 |
6.58 |
9.26 |
13.0 |
18.3 |
25.6 |
36.2 |
50.8 |
71.2 |
100 |
快开流量特性 |
3.3 |
21.7 |
38.1 |
52.6 |
65.2 |
75.8 |
84.5 |
91.3 |
96.13 |
99.03 |
100 |
抛物线流量特性 |
3.3 |
7.3 |
12 |
18 |
26 |
35 |
45 |
57 |
70 |
84 |
100 |
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