Mikä on virtauskerroin
Virtauskerroin, joka tunnetaan nimellä Cv (US/EU-standardi), Kv (kansainvälinen standardi) tai C-arvo, on kriittinen tekninen parametri, joka määrittelee teollisuusventtiilien, kuten säätöventtiilien ja säätimien, virtauskapasiteetin.
Cv-arvon määrittäminen
Venttiilin Cv-arvo edustaa virtauskerrointa, joka ilmaisee venttiilin kyvyn kuljettaa nestettä tietyissä olosuhteissa. Se ilmaisee nesteen tai kaasun tilavuusvirtauksen venttiilin läpi tietyllä painehäviöllä. Suuremmat Cv-arvot osoittavat suurempaa virtauskapasiteettia.
Mikä on Cv (kapasiteettiarvo)
Venttiilin Cv (kapasiteettiarvo) mittaa virtauskapasiteettia ja se lasketaan standardoiduissa testiolosuhteissa:
• Venttiili täysin auki
• Painehäviö (ΔP) venttiilin yli 1 psi
• Neste: Vesi, jonka lämpötila on 15,5 °C (60 °F)
• Virtausnopeus: Yhdysvaltain gallonaa minuutissa (GPM)
Venttiilin avautuminen vs. CV-arvo
Cv/Kv ja venttiilin avautuma (%) ovat eri käsitteitä:
• Kv-määritelmä (Kiinan standardi):Virtausnopeus m³/h, kun ΔP = 100 kPa, nesteen tiheys = 1 g/cm³ (vesi huoneenlämmössä).
*Esimerkki:Kv=50 tarkoittaa 50 m³/h virtausta paineella 100 kPa ΔP.*
• Avausprosentti:Venttiilitulpan/lautasen asento (0 % = suljettu, 100 % = täysin auki).
CV:n ja avainsovellusten laskeminen
Cv-arvoon vaikuttavat venttiilin rakenne, koko, materiaali, virtausjärjestelmä ja nesteen ominaisuudet (lämpötila, paine, viskositeetti).
Ydinkaava on:
Cv = Q / (√ΔP × √ρ)
Jossa:
• Q= Tilavuusvirtausnopeus
•ΔP= Paine-ero
•ρ= Nesteen tiheys
Muunnos: Cv = 1,167 Kv
Rooli venttiilien valinnassa ja suunnittelussa
Cv vaikuttaa suoraan nesteenohjausjärjestelmän tehokkuuteen:
•Määrittää optimaalisen venttiilin koon ja tyypin tavoitevirtausnopeuksille
•Varmistaa järjestelmän vakauden (esim. estää pumpun käynnistymisen ja käynnistymisen uudelleen rakennuksen vesihuollossa)
•Kriittinen energian optimoinnille
CV-vaihtelut eri venttiilityypeillä
Virtauskapasiteetti vaihtelee venttiilin rakenteen mukaan (tiedot ovat peräisinASME/API/ISO-standardit):
| Venttiilityyppi | Keskeiset ominaisuudet | Esimerkki Cv:stä (FCI-standardi) |
|---|---|---|
Porttiventtiili | Keskikokoinen Cv (DN100 ≈ 400); huono säätö; vältä <30 %:n avautumista (turbulenssiriski ASME B16.34 -standardin mukaisesti) | DN50: ~120 |
Palloventtiili | Korkea Cv-arvo (1,8 × sulkuventtiilit); lineaarinen virtauksen säätö; API 6D suositellaan putkistoille | DN80 V-pallo: ≈375 |
Läppäventtiili | Kustannustehokas suurille kokoluokille; ±5 %:n tarkkuus (kolmoisoffset); rajoitettu virtausvahvistus >70 %:n aukiololla | DN150 Kiekko: ~2000 |
Globe-venttiili | Suuri vastus (Cv ≈ 1/3 palloventtiileistä); tarkka säätö (lääketieteellinen/laboratoriokäyttö) | DN50: ~40 |
Ydinvirtausparametrit ja vaikuttavat tekijät
Venttiilin suorituskyky määritellään kolmella parametrilla (Fluid Controls Instituten mukaan):
1. Variaatiokerroin (Cv) -arvo:GPM-virtaus 1 psi:n paineella ΔP (esim. DN50-palloventtiili ≈ 210 vs. luistiventtiili ≈ 120).
2. Virtausvastuskerroin (ξ):
•Läppäventtiili: ξ = 0,2–0,6
•Istukkaventtiili: ξ = 3–5
Valintaohjeet ja kriittiset näkökohdat
Viskositeetin korjaus:
Käytä Cv-arvoon kertoimia (esim. raakaöljy: 0,7–0,9 standardin ISO 5208 mukaisesti).
Älykkäät venttiilit:
Reaaliaikainen Cv-optimointi (esim. Emerson DVC6200 -paikoitin).
Virtauskertoimen testausjärjestelmät
Testaus vaatii kontrolloituja olosuhteita mittausherkkyyden vuoksi:
•Asennus (kuvan 1 mukaisesti):
Virtausmittari, lämpömittari, kuristusventtiilit, testiventtiili, ΔP-mittari.
1. Virtausmittari 2. Lämpömittari 3. Yläpuoliset kuristusventtiilit 4 ja 7. Painemittausreiät 5. Mittausventtiili 6. Paine-eromittauslaite 8. Alapuoliset kuristusventtiilit
4. Paineliitäntäreiän ja venttiilin välinen etäisyys on kaksi kertaa putken halkaisija.
7. Paineliitäntäreiän ja venttiilin välinen etäisyys on 6 kertaa putken halkaisija.
•Keskeiset säätimet:
- Ylävirtausventtiili säätelee tulopainetta.
- Alavirran venttiili ylläpitää vakaan paineen (nimelliskoko > testiventtiili, jotta varmistetaan kuristuneen virtauksen esiintyminen)intestiventtiili).
•Standardit:
JB/T 5296-91 (Kiina) vs. BS EN1267-1999 (EU).
•Kriittiset tekijät:
Hanan sijainti, putkiston kokoonpano, Reynoldsin luku (nesteet), Mach-luku (kaasut).
Testausrajoitukset ja ratkaisut:
•Nykyisten järjestelmien testiventtiilit ≤DN600.
•Suuremmat venttiilit:Käytä ilmavirtaustestausta (ei tässä yksityiskohtaisesti kuvattu).
Reynoldsin luvun vaikutus: Kokeelliset tiedot vahvistavat, että Reynoldsin luku vaikuttaa merkittävästi testituloksiin.
Keskeiset tiedot
•Cv/Kv määrittää venttiilin virtauskapasiteetin standardoiduissa olosuhteissa.
•Venttiilin tyyppi, koko ja nesteen ominaisuudet vaikuttavat kriittisesti Cv-arvoon.
•Testaus edellyttää protokollien (JB/T 5296-91/BS EN1267) tarkkaa noudattamista tarkkuuden varmistamiseksi.
•Korjaukset koskevat viskositeettia, lämpötilaa ja painetta.
(Kaikki tiedot ovat peräisin ASME/API/ISO-standardeista ja venttiilivalmistajien white papereista.)
Julkaisun aika: 06.01.2025