Mis on voolutegur
Voolutegur, tuntud kui Cv (USA/ELi standard), Kv (rahvusvaheline standard) või C-väärtus, on oluline tehniline parameeter, mis määrab tööstusventiilide, näiteks juhtventiilide ja regulaatorite voolumahu.
Cv-väärtuse määratlemine
Ventiili Cv väärtus näitab voolukoefitsienti, mis näitab ventiili võimet teatud tingimustel vedelikku läbi lasta. See kvantifitseerib vedeliku või gaasi mahulist voolukiirust läbi ventiili antud rõhulanguse korral. Suuremad Cv väärtused näitavad suuremat vooluvõimsust.
Mis on Cv (mahutavuse väärtus)?
Ventiili Cv (mahutavuse väärtus) mõõdab vooluhulka ja see arvutatakse standardiseeritud katsetingimustes:
• Ventiil täielikult avatud
• Rõhulang (ΔP) ventiilil 1 psi
• Vedelik: vesi temperatuuril 15,5 °C (60 °F)
• Voolukiirus: USA gallonit minutis (GPM)
Klapi avanemine vs. CV väärtus
Cv/Kv ja klapi avanemise protsent (%) on erinevad mõisted:
• Kv definitsioon (Hiina standard):Voolukiirus m³/h, kui ΔP = 100 kPa, vedeliku tihedus = 1 g/cm³ (vesi toatemperatuuril).
*Näide:Kv=50 tähendab 50 m³/h vooluhulka rõhul 100 kPa ΔP.*
• Avamise protsent:Ventiili sulguri/ketta asend (0% = suletud, 100% = täielikult avatud).
CV ja võtmerakenduste arvutamine
Cv-d mõjutavad klapi konstruktsioon, suurus, materjal, voolurežiim ja vedeliku omadused (temperatuur, rõhk, viskoossus).
Põhivalem on:
Cv = Q / (√ΔP × √ρ)
Kus:
• K= Mahuline voolukiirus
•ΔP= Rõhu erinevus
•ρ= Vedeliku tihedus
Teisendus: Cv = 1,167 Kv
Roll ventiilide valikul ja disainil
Cv mõjutab otseselt vedeliku juhtimissüsteemi efektiivsust:
•Määrab sihtvoolukiiruste jaoks optimaalse klapi suuruse ja tüübi
•Tagab süsteemi stabiilsuse (nt hoiab ära pumba tsüklilise sisse- ja väljalülitumise hoone veevarustuses)
•Energia optimeerimise seisukohalt kriitilise tähtsusega
CV variatsioonid ventiilitüüpide lõikes
Vooluvõimsus erineb ventiili konstruktsiooni järgi (andmed pärinevad allikastASME/API/ISO standardid):
| Ventiili tüüp | Peamised omadused | Näidis Cv (FCI standard) |
|---|---|---|
Väravaventiil | Keskmine Cv (DN100 ≈ 400); halb reguleerimine; vältida <30% avanemist (turbulentsirisk vastavalt ASME B16.34) | DN50: ~120 |
Kuulventiil | Kõrge Cv (1,8× siibrid); lineaarne voolu reguleerimine; torujuhtmete jaoks on soovitatav API 6D | DN80 V-kuul: ≈375 |
Liblikventiil | Kulutõhus suurte suuruste puhul; ±5% täpsus (kolmekordne nihe); piiratud voolutugevus >70% avatud asendis | DN150 vahvel: ~2000 |
Gloobuse ventiil | Suur takistus (Cv ≈ 1/3 kuulventiilidest); täpne juhtimine (meditsiiniliseks/laboratoorseks kasutamiseks) | DN50: ~40 |
Põhivoolu parameetrid ja mõjutavad tegurid
Ventiili jõudlust määratlevad kolm parameetrit (vastavalt Fluid Controls Institute'ile):
1. Variatsioonikordaja väärtus:GPM vooluhulk rõhul 1 psi ΔP (nt DN50 kuulventiil ≈ 210 vs. sulgeventiil ≈ 120).
2. Voolutakistuse koefitsient (ξ):
•Liblikventiil: ξ = 0,2–0,6
•Gloobventiil: ξ = 3–5
Valikujuhised ja olulised kaalutlused
Viskoossuse korrektsioon:
Rakendage Cv-le kordajaid (nt toornafta: 0,7–0,9 vastavalt standardile ISO 5208).
Nutikad ventiilid:
Reaalajas Cv optimeerimine (nt Emerson DVC6200 positsioneerija).
Voolukoefitsiendi testimissüsteemid
Testimine nõuab kontrollitud tingimusi mõõtmise tundlikkuse tõttu:
•Seadistamine (vastavalt joonisele 1):
Voolumõõtur, termomeeter, drosselventiilid, katseventiil, ΔP-manomeeter.
1. Voolumõõtur 2. Termomeeter 3. Ülesvoolu drosselklapp 4 ja 7. Rõhumõõtmisavad 5. Katseklapp 6. Rõhu diferentsiaalmõõteseade 8. Allavoolu drosselklapp
4. Rõhumõõtmisava ja ventiili vaheline kaugus on kaks korda suurem kui toru läbimõõt.
7. Rõhumõõtmisava ja ventiili vaheline kaugus on 6 korda suurem kui toru läbimõõt.
•Peamised juhtnupud:
- Ülesvooluventiil reguleerib sisselaskerõhku.
- Allavoolu ventiil hoiab stabiilset rõhku (nimimõõt > testventiil, et tagada ummistunud voolu esinemine)inkatseventiil).
•Standardid:
JB/T 5296-91 (Hiina) vs. BS EN1267-1999 (EL).
•Kriitilised tegurid:
Kraani asukoht, torustiku konfiguratsioon, Reynoldsi arv (vedelikud), Machi arv (gaasid).
Testimise piirangud ja lahendused:
•Praeguste süsteemide katseventiilid ≤DN600.
•Suuremad ventiilid:Kasutage õhuvoolu testimist (siin pole üksikasjalikult kirjeldatud).
Reynoldsi arvu mõju: Eksperimentaalsed andmed kinnitavad, et Reynoldsi arv mõjutab oluliselt testi tulemusi.
Peamised järeldused
•Cv/Kv määrab ventiili vooluhulga standardiseeritud tingimustes.
•Klapi tüüp, suurus ja vedeliku omadused mõjutavad kriitiliselt Cv-d.
•Testimise täpsuse tagamiseks on vaja rangelt järgida protokolle (JB/T 5296-91/BS EN1267).
•Parandusi tehakse viskoossuse, temperatuuri ja rõhu osas.
(Kõik andmed pärinevad ASME/API/ISO standarditest ja ventiilitootjate ametlikest dokumentidest.)
Postituse aeg: 06.01.2025