4.1.3.3影响流量系数计算的因素
4.1.3.3影响流量系数计算的因素
流量系数计算公式中,基本公式是非阻塞流,没有附加管件时的计算公式。对不可压缩 流体,采用式(4-32)或式4-33),对可压缩流体,采用式(4-42)、式(4-43)和式(4-44)。
影峭流量系数计算的因素有阻塞流、附加管件和低雷诺数运行等,分别讨论如下。
(1) 阻塞流 发生阻寒流时,降低控制阀两端压降不能够使流量增加。根据流体特性分两种情况。
a.不可压缩流体。发生阻塞流的条件是,因此,发生阻塞流时控
制阀両端压降应采用F(P1—FfPv)代替原式(4-32)或式(4-33)中的A户,得到阻塞流 时的计算式(4-36)或式(4-37)。
b•可压缩流体。发生阻塞流的条件是x》T,因化,发生阻塞流时控制阀的压差与 人口绝对压力之比应采用Fyx代醫原或(4-42)、式(4-43)和式(4-44)中的X。
根据膨胀系数Y的定义 y二1-^^ (4-56)
了
当J用替代后,y值成为0.667,代人后,得到计算式(4-48)、式(4-49)和式 (4-50)。
(1) 附加管件
营件形状系数Fp。控制阀通径与阀前、阀后的管径不同时,需要安装附加的管件, 例如缩径管、扩径管等,它门使实际的阔两端压降减小。为此,采用管件形状系数Fp进行
修化。
管件形状系数Fp为在不产生阻塞流条件下,安装附加管件的控制阀流量系数与不安装附加管件的挖制阀流量系数的比值。因此,管件形状系数的修正就是在原计算公式中除 切Fp。側如,用式(4-34)或式(4-35)代替没有附加管件的计算式4-32)或式(4-33)。 管件形状系数Fp的数值可经测试确定。当允许用估计值时,可使用下列公式计算:
式中d——控制阀的公称直径,mm;
D------管道内径,mm;
Di——控制阀上游管道内径,mm;
D2——控制阀下游管道内径,mm;
N2——与工程单位有关的常数,采用国际单位制计算Kv时,其值为N2=0.00160。 液体圧力恢复系数Fl或附加管件的综合系数Flp。不可压缩流体附加管件后的阻塞流条件发生如下变化:
式中,FLp是有附加管件时控制阀的液体压力恢复系数和管件形状系数的综合系数,它 用与F1类似的方法得到。允许估计其数值时,可采用下列公式;
式中,玄是阀门上游嘗件的速度头损失系数(1+^1,它在上游测压点与控制阀阀体人口之间进行测量.
Fl是控制阀没有附加管件的液体压力恢复系数,它表示在阻塞流发生时,控制阀的内部形状对控制阀流量系数的影响程度,被定义为在阻塞流条件下实际最大流率与理论的非阻塞流流率之比。不同类型控制阀和不同流向时,液体压力恢复系数Fl不同。
不同开度时,同一类型控制阀具有不同的液体压力恢复系数Fl。图4-12是不同类型控制阀的液体压力恢复系数Fl与额定流量系数百分數之间
的关系曲线。表4-14是典型控制阀的液
表4-14 | 典型控制阀的液体压力恢复系数Fl | ||||||
阀类型 | 阀内件 | 流向 | Fl | 阀类型 | 阀内件 | 流向 | Fl |
柱塞 | 流开/流共 | 0.9/0.8 | 旋转阀 | 偏心球阀 | 流开/流关 | 0.85/0.68 | |
直通单座 | 套简 | 流开/流共 | 0.9/0.85 | 旋转70。 | 任意 | 0.62 | |
窗口 | 任意 | 0.9 | 蝶阀 | 旋转60。 | 任意 | 0.70 | |
特殊化套筒 | 向外/向内 | 0.9/0.85 | 旋转90。 | 任意 | 0.60 | ||
角形阀 | 柱塞 | 流开/流共 | 0.白/0>白 | V形球阀 | 任意 | 0.60 | |
套筒 | 流开/流关 | 0.9/0.8 | 球阀 | 0形球阀 | 任意 | 0.55 | |
直通双座 | 柱塞 | 任意 | 0.85 | 令球阀 | 任意 | 0.74 | |
窗口 | 任意 | 0.9 |
(3)膨胀系数y和压差比系数或尤TP当被控流体是可压缩流体时,流体经过控制 禪的號流处会发生密度变化。降压阀的降低,密度减小,因此,对可压编流体需要进行密度慘正。
IEG推荐采用膨胀系数y来修正密度的影响。理论上,曝胀系数与下列因素有关:
a.节流口面积与控制阀人口面积之比;
b.控制阀内部流路的形状;
C.压差比X,其值等于摇制阀两端压差与人口压力之比;
先比热容比系数Fy; e•雷诺数。
前四项的影响可用压差比系数刊、综合表示。由于实际应用中,可压缩流体的流速飯 高,雷诺数是在控制阀流量处惯性力与黏性力的比值,因化,雷诺數的影响可忽略不计。膨 胀系数为表示为压差比X、y压差比系数:Tt和叱热容比系数Fy的画数,其P;
y=1一x/ 3pyxt (4-64)
非阻塞流条件是x<FtXt,阻塞流条件是X>FyXT。因此,非阻塞流时,膨胀系数y体压力恢复系数Fl。