安装条件下减压阀流量计算

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之前介绍减压阀前后的压力变化，现在介绍安装条件下减压阀流量计算 安装条件下控制阀流量计算流程图是什么？
安装条件下减压阀流量计算不可压缩流体
    1)根据控制阀的类型和尺寸按表2 19选择F．，（有疑问时将人口管道尺寸作为阀的尺寸）。1.1 调节阀的流量特性调节阀的流量特性是指流过调节阀介质的相对流量与调节阀的相对开度之间的关系，即：减压阀的流量是应用中重要的技术参数，依据减压原理，大多数减压阀在正常工作后，减压的同时也会减流量。而终流量的大小是否符合使用需求是用户关心的问题之一。通过减压阀使用的介质场合、阀门口径、介质流动速度、介质密度比容等参数，是可以计算出减压阀减压后的大致流量的，计算公式如下：

减压阀流量特性公式

式中：
Q/Qmax：相对流量，即调节阀某一开度下的流量与全开流量之比；
L/Lmax：相对开度，即调节阀某一开度下的行程与全开行程之比。

上海申弘阀门有限公司主营阀门有：减压阀(组合式减压阀,可调式减压阀,自力式减压阀流量特性是由调节阀阀芯形状决定的。阀芯形状有柱塞阀和开口阀两类，而每一类都分为直线特性、等百分比特性和抛物线特性。此外还有平板形的快开特性。图 1 是阀芯形状示意图，图 2 是理想流量特性图。

阀芯形状示意图（图 1）
图 1 阀芯形状
理想流量特性图（图 2）
图 2 理想流量特性 （1）直线特性；（2）等百分比特性；（3）快开特性；（4）抛物线特性

所谓理想流量特性是指阀前后压差在流量改变时保持不变条件下，所得到的流量特性，这自然应在实验条件下才能形成恒定的压差。

从图 2 可以看出，各流量特性线，当开度为零时，相对流量为 3.3%，可知在相对开度为零时为小流量，且此小流量与大流量之比为 3.3%，或者说大流量与小流量之比为 30。直线流量特性的斜率等于常数，与相对流量值无关；等百分比流量特性的斜率与相对流量成正比；抛物线特性介于直线和等百分比特性之间。

1.2 减压阀流量特性的选择

工程所用调节阀的特性有直线特性、等百分比特性及介于两者之间的抛物线特性，此外还有快开特性。对于直通调节阀可用等百分比特性阀代替抛物线特性阀，而快开特性阀只应用于双位控制和程序控制中。因此，在选择阀门特性时，更多的是指如何选择等百分比特性阀和直线特性阀。

（1）等百分比特性阀应用场合：① 管道阻力大时，或者阀前后压差变化比较大的情况，使用等百分比特性阀；② 当系统负荷大幅度变化时，且各开度处的流量相对值变化为一定值，因此选用等百分比特性阀具有较强的适应性。

（2）直线特性阀应用场合：① 阀前后压差一定；② 阀上压差大；③ 负荷变化小。（因为直线特性阀在小流量时不稳定）。

用式(2-74-1)计算F，
式中：p。  人¨温度下液体蒸汽的压力，kPa或bar;
    户。——热力学临界压力，kPa或bar;
    FF    液体临界压力比系数，见图2 42。
    图2-42液体临界压力比系数F．
3)用式(2-74-2)确定是否阻塞流
①是非阻塞流用式(2-74-3)计算流量系数C
式中：C-流量系数(K。、C。)；
    Q  体积流量，m3／h；
    N    数字常数，见表2-20；
    Pl -在P1和7、．时的流体密度，kg,/d；
    堕——相对密度（对于15℃的水，丛一1．O）；
    po pf’
    △p——上、下游取压口的压力差（p．p。），kPa或bar。
    N；——数字常数，见表2-20;
    N。-数字常数，见表2-20；
    p -运动黏度，m2／s；1厘斯=10-6 m2／s；
    F。——控制阀类型修正系数，见表2-19；
    Ci-用于反复计算的假定流量系数；
    D-管道内径，mm。
    4) Re。>10000
    ①Re。>10000，阀门尺寸等于管道尺寸；
    a)若阀门尺寸等于管道尺寸，采用计算出的流量系数C。
    b)若不采用阀门尺寸等于管道尺寸
    FP =1，C，=C，F，～管道几何形状系数
    具体计算流程参见GB/T 17213. 2-2005的附录B。
不可压缩流体的C值（口径）计算实例

例1：非阻塞流、无附接管件（摘自文献1）
条件：
流体：水
流量：Q=360m3/h
入口温度：T1=363K
入口压力：P1=680kPa
出口压力：P1=220kPa
密度：ρ=965.4kg/m3
入口饱和蒸汽压（绝压）：Pv=70.1kPa
液体临界压力（绝压）：Pc=22120 kPa
运动粘度：ν=0.326*10-6m2/s
管道口径：D=150mm
控制阀类型：单座直通柱塞阀，流开
控制阀口径：d=150mm
计算：
查表得流体流体压力恢复系数FL=0.9，
FF=0.96-0.28SQR(Pv/Pc)=0.9442
确定流动形态：FL2 (P1-FFPv)=497.2kPa＞ΔP=460 kPa，为非阻塞流
Kv=10Q*SQR[ρ1/(ρ0*ΔP)]=164.9m3/h
雷诺数：Rev=70700Q/（ν*SQR(Kv)）=70700*360/（0.326*SQR(164.9)）=6.08*106
远大于3500，为紊流，无需进行雷诺数修正。
对于azbil的HTS高流量特性DN150控制阀，阀座尺寸100的Cv=175（Kv=151），阀座尺寸125的Cv=275（Kv=238），所以应选后者。

例2：阻塞流、有附接管件（根据以上所学公式自行进行计算，原创内容）
除了以下条件不同外，其余条件与上例相同：
控制阀类型：蝶阀，流开
计算：
查表得流体压力恢复系数FL=0.6，
FF=0.96-0.28SQR(Pv/Pc)=0.9442
确定流动形态：FL2 (P1-FFPv)=221kPa<ΔP=460 kPa，为阻塞流
Kv=10Q/FL *SQR[ρ1/(ρ0*(P1-FFPv))]=238m3/h
雷诺数：Rev=70700Q/（ν*SQR(Kv)）=70700*360/（0.326*SQR(238)）=5.06*106
远大于3500，为紊流，无需进行雷诺数修正。

选用申弘的VBL型DN80轻型蝶阀，Cv=320（Kv=277），安装附接管件后重新进行计算：
FP =1/SQR{1+1.5[1-（80/150）2] 2*(238/802) 2/0.0016}=0.7753
FLP =0.6/ SQR{1+0.6 2 [(1-（80/150）2) 2+(1-（80/ 150）4）] *(238/802) 2/0.0016}=0.541
ΔP≥ （FLP /FP）2（P1- FF Pv）=（0.541/0.7753）2*（680-0.9442*70.1）=299 kPa<ΔP=460 kPa，仍为阻塞流
Kv=10Q/FLP *SQR[ρ1/(ρ0*(P1-FFPv))]=341m3/h
选用VBL型DN80轻型蝶阀，Cv=320（Kv=277）偏小。

选用DN100的蝶阀，Cv=560（Kv=484）安装附接管件后重新进行计算：
FP =1/SQR{1+1.5[1-（100/150）2] 2*(238/1002) 2/0.0016}=0.9269
FLP =0.6/ SQR{1+0.6 2 [(1-（100/150）2) 2+(1-（100/ 150）4）] *(238/1002) 2/0.0016}=0.5881
（FLP /FP）2（P1- FF Pv）=（0.5881/0.9269）2*（680-0.9442*70.1）=247kPa<ΔP=460 kPa，仍为阻塞流
Kv=10Q/FLP *SQR[ρ1/(ρ0*(P1-FFPv))]=314m3/h

小结：从以上两例可以看出，压力恢复系数小的阀门，如蝶阀、球阀，有以下两点值得提出：
（1）在同样的流量下，比其它控制阀更加容易产生阻塞流。看一下从网上收集来的一张图，我觉得很有意思

    (2)可压缩流体
    1)根据控制阀类型和尺寸按表2 19选择工．（有疑问时将人口管道尺寸作为阀的尺
寸）。
    2)用式(2-74-6)计算F。
    F,一l40    (2-74-6)
式中：F，——比热比系数，见表2-21;
    y-比热比，见表2-21。
    具体计算流程参见GBjT 17213. 2--2005附录B。
    计算中的符号：
    d-控制阀公称尺寸，DN；
  D,-上游管道内径，mm；
  Do -下游管道内径．mm;
  Do -节流孔直径，mm.
  F。——雷诺数系数；
  F，——比热比系数；
  M-流体分子量，kg jkmol;
  N——数字常数，见表2-20;（见注1）
  户．——上游取压口测得的人口绝耐静压力；kPa或bar;（见注2）
  P2一一下游取压口测得的出口静压力；kPa或bar；
  P，——对比压力(P,/P。)；
  丁，——一人口温度，K；
  丁。……一热力学临界温度，K；
  T，——对比温度(T1/T。)；
  ￡，——标准条件下的参比温度，K;
  Ⅳ——质量流量，kg/h；
z一一压差与人口压力之比(△p jp,)；
n    阻塞流条件下无附接管件控制阀的压差比系数；（见注4）
/t-，——阻塞流条件下带附接管件控制阀的压差比系数；（见注4）
Y-膨胀系数；
Z  压缩系数；
Y-比热比；
}——控制阀或阀内件附接渐缩管、渐扩管或其他管件时速度头损失系数；
§——管件上游速度头损失系数；
虽——管件下游速度头损失系数；
C131-A口的伯努力系数；
2 -出口的伯努力系数。

DN15、DN25、DN50管径的截面积分别为： 

DN15：15²*3.14/4=176.625平方毫米，合0.0177平方分米。 

DN25：25²*3.14/4=490.625平方毫米，合0.0491平方分米。 

DN50：50²*3.14/4=1962.5平方毫米，合0.1963平方分米。 

设管道流速为V=4米/秒，即V=40分米/秒，且1升=1立方分米，则管道的流量分别为（截面积乘以流速）： 

DN15管道：流量Q=0.0177*40=0.708升/秒，
合2.55立方米/小时。 

DN25管道：流量Q=0.0491*40=1.964升/秒，
合7.07立方米/小时。 

DN50管道：流量Q=0.1963*40=7.852升/秒，
合28.27立方米/小时。

注：必须给定流速才能计算流量，上述是按照4米/秒计算的。
注1：为确定常数的单位，应使用表2-20给出的单位对相应的公式进行量纲分析。
注2:l bar=102 kPa=10.Pa.
注3：1厘斯=10-6 m2／s。
注4：这些值与行程有关，由制造商发布。
注5：体积流量Q以立方米每小时为单位，是指标准条件，标准立方米每小时是在101. 325 kPa(1013
    25 mbar)和273 K或288 K下的值（见表2 20）。用户在选择减压阀时，应先确定好减压阀使用管道的口径、介质的类型、介质的流速、介质的密度、体积等，选择合适的减压阀类型，经过公式计算得出减压阀的流量，流量系数符合使用要求，才可进行安装使用，定期还需不定期进行读数验证，及时排查故障，保证流量稳定符合要求。与本产品相关论文：200X先导隔膜式水用减压阀安装要求