控制閥流量參數(shù)CV值的來歷與計算方法

調(diào)節(jié)閥、控制閥流量參數(shù)CV值的來歷與計算方法嘉泰閥門1915 年美國費希爾 FISHER GOVERNER 公司按設(shè)計條件積累了圖表，按圖表先定口徑。由于用這個方法調(diào)節(jié)閥的費用減少了，電動調(diào)節(jié)閥的壽命延長了，因此當(dāng)時得到了好評。但是按選定的口徑比現(xiàn)在計算出來的還大些。后來按選定法對液體，氣體，蒸汽及各種形式的氣動調(diào)節(jié)閥進(jìn)行了進(jìn)一步的算法研究。
直到 1930 年美國的 FOXBORO 公司 ROLPHRJOKWELL 和 DR.@.E.MASON 對以下的V型 ( 等百分比 ) 球閥 , 最初使用CV值 , 并發(fā)表了CV 計算公式。 1944年美國的 MASON — NELLAN REGULATOR 公司把 ROKWELL 和 MAXON 合并為 MASON — NEILAN ，發(fā)表了 @ V 計算公式。 1945 年美國的 SONALD EKMAN 公司發(fā)表了和 MASON — NELLAN 差不多的公式，但對流通面積和流量系數(shù)相對關(guān)系展開研究工作。
1962 年美國的 F@I （ FLUID @ONTROLS INSTITUTE ） 發(fā)表了 FCI 58-2 流量測定方法，并發(fā)表了調(diào)節(jié)閥口徑計算。迄今還在使用的CV 計算式，但同 FCI 62-1 。 1960 年西德的 VDI/VDE 也發(fā)表了 KV 計算式，但同 FCI62-1 相同，僅僅是單位改為公制。 1966~1969 年日本機(jī)械學(xué)會關(guān)于調(diào)節(jié)閥基礎(chǔ)調(diào)查分會對定義瘩的口徑計算，規(guī)格書，使用方法進(jìn)行調(diào)查研究。但到現(xiàn)在還未結(jié)束。 1977 年美國的 ISA （ INSTRUMENT SOCIETY OF AMERICA ）發(fā)表了標(biāo)準(zhǔn) S39 。 1 “關(guān)于壓縮流體的計算”公式。 1977~1978 美國的 ANSI/ISA 標(biāo)準(zhǔn) ,S75.01 于 1979 年 5 月 15 日發(fā)表了 NO\\0046-79, 為工程服務(wù)的報告。
調(diào)節(jié)并流通能力的計算，各儀表廠目前采用FCI推薦的C V 值計算公式如表 1
公式 壓力條件 計算式
△P < 2 1> △P≥P 1 /2 　　
液體 同左
氣體 常溫 （ 0~60 C）
溫度修正 (>60°C)
蒸汽 飽和
過熱
表中各式對一般的使用場合可以滿足。但對于高壓差，高粘度接近飽和狀態(tài)的液體等場合，尤其是蝶閥，球閥等低壓力恢復(fù)系數(shù)的閥，誤差就很大了，必須進(jìn)行修正。 80 年日本個別公司已開始用下列系數(shù)進(jìn)行修正。 空化系數(shù)：當(dāng)液體通過調(diào)節(jié)閥時，在縮流部壓力低于閥入口溫度下的飽和蒸汽壓力 P V 時，一部分液體迅速氣化使通過調(diào)節(jié)閥的液體成為氣液兩相流的現(xiàn)象學(xué)稱為閃蒸。縮流部后液體的壓力表逐漸恢復(fù)，混雜在液體中的氣泡破碎，在氣泡破碎時造成壓力升高，壓力有時高達(dá)數(shù)千 kgf/cm 2 ，在這種局部高壓的作用會使閥芯表面的金屬剝落而導(dǎo)致?lián)p壞，此種現(xiàn)象稱為空化。
在發(fā)生上述現(xiàn)象時，當(dāng)閥進(jìn)口壓差 D R = R 1-P2 增加到一定數(shù)值后，通過閥的流量將不隨著壓差增加而增加產(chǎn)生阻塞流（ CHOKOD FLOW ），如圖 1 所示。此時表 1 中的公式就不適用了，必須修正。即不能單純用△ P=P1-P2 來計算調(diào)節(jié)閥的流通能力，而必須使流體在閥縮流部的壓力不低于 PV 。由于各種調(diào)節(jié)閥的壓力恢復(fù)系數(shù)是不一樣的，由圖 2 可見，蝶閥，球閥等高壓力恢復(fù)的調(diào)節(jié)瘩更易產(chǎn)生內(nèi)蒸和空化。
不同的調(diào)節(jié)閥形式具有不同的壓力恢復(fù)系數(shù)，而壓力恢復(fù)系數(shù)直接影響產(chǎn)生閃蒸、空化的難易程度，因此引入空化系數(shù) KC 。P 1 - —閥入口壓力； P 2 —閥出口壓力； P V —飽和蒸氣壓力； DRCV —縮流部差壓； D R = R 1- R 2
KC 定義為： KC=△P/△P O =(P 1 —P 2 )/(P 1 —P V )
KC 數(shù)值是調(diào)節(jié)閥本身結(jié)構(gòu)決定的，反映了該閥壓力恢復(fù)的高低 ，由于 D R =KC · D R 0 即 P 1 —P 2 =KC(P 1 -P V )通過 KC 可求出使縮流部壓力低于 P V 時（即不產(chǎn)生空化）的最大允許閥壓降 D RCRI ，即 △PCri= P 1 —P 2 =KC(P 1 -P V )