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原流量系数Kv的计算公式

时间:2013-09-26      阅读:2003

①不可压流体的流量系数公式公式(15-4) 是以不可压缩流体推导的,此公式即为不可压缩流体的流量系数公式。

②可压缩流体的流量系数公式可压缩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缩流体流量系数公式 (15-4)基础上乘以一个压缩系数而来,即Q=eKyySJ^ 或 =将r换算成标准状态((TC、760mmHg)的气体重度为r=rN X 273內/(273+0 X 黑于是得出T, Qn yn<i(273+i) "…、Kv = r 二二(15-6)514e v h,pp\

式中6压缩系数;t—介质温度,°c;rN r在标准状态下的参数。压缩系数由试验确定。£=1-0.46^/外。在饱和状态时,此时流量不再随的增加而增加,即产生了阻塞流(阻塞流定义为流体通过调节阀时,所达到的zui大极限流量状态),在图15-2 中,e=l—0.46X0.5 = 0.76用于蒸气计算时,计算公式略有不同(表15-1)。 ③平均重度法其公式推导要复杂得多。在推导中将调节阀相当长度为L、断面为A的管道来代替,并假定介质为理想流体,当介质稳定地流过管道时,采用可压缩流体流量方程式。g+d(|^)+dLf = 0 (15-7)式中Lf——摩擦功,J;g 加速度,m/s2。在式(15-7)基础上,再引人理想气体多变热力过程的变化规律方程、状态方程和连续方程三个辅助方程: p\ v\ m=常数 p\ vi =RTi vA/u=常数式中 v——比容;m 多变指数;R——气体常数;T温度,K;

v 流速,m/so通过式(15-7)和三个辅助方程的一系列纯数推导(略),得到其流量方程为n_K I m rw[\ — {p2—m~]p\Q=KvV^+lX RTi

为简化公式,把实际流动简化为等温度变化来处理,故取m=l。同时,代入物理常数,即可整理得K —On / rN(273+dKv~WcN AP(Pi+P2) (15_8)当>0. 5时,流量饱和,故以Ap = 0.5內代人式(15-8),得K_Qn v vVn(273+^) .Kv_330X J, (15_9)

同样,蒸气的计算公式也是在式(15-8)和式 (15-9)基础上推导出来的。把原各种介质的Kv值计算公式汇总在表15-1中。

(2) Kv值计算新公式

目前,调节阀计算技术国外发展很快,就Kv值计算公式而言,早在20世纪70年代初ISA (标准协会标准)就规定了新的计算公式,电工委员会IEC也正在制定常用介质的计算公式。下面介绍 一种在平均重度法公式基础上加以修正的新公式。

①原公式推导中存在的问题在Kv值计算公式的推导,可以看出如下问题:

a. 把调节阀模拟为简单形式推导,未考虑与不同阀结构实际流动之间的修正问题;

b. 在饱和状态下,阻塞流动(即流量不再随压差的增加)的差压条件为A/V^ = 0.5,同样未考虑不同阀结构对该临界点的影响问题;

c. 未考虑低雷诺数和安装条件的影响。

②压力恢复系数FL由p'的推导公式可知, 调节阀节流处由Pi直接下降到Pi (图15-3中虚线 所示)。但实际上,压力变化曲线如图15-3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来对原公式进行修正。Fl称为压力恢复系数,其表达式为Fl= y~Kpc/~Kpvc— V~Kpc7Tp]~—pvJ(15-10)式中Apvc,Ape 产生闪蒸时的缩流处压差和阀前后压差。

来源:上海自动化仪表销售网(www.40017.net)

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