调节阀KV值计算(新)
2019-09-23 07:58:05

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(国际标准协会标准)就规定了新的计算公式,国际电工委员会IEC也正在拟定常用介质的计算公式。下面先容一种在均匀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题目

在前节的KV值计算公式推导中,我们可以看出原公式推导中存在如下题目:

1)把调节阀模拟为简单形式来推导后,未考虑与不同阀结构实际活动之间的修正题目。

2)在饱和状况下,阻塞活动(即流量不再随压差的增加)的差压条件为△P/P=0.5 ,同样未考虑不同阀结构对该临界点的影响题目。

3)未考虑低雷诺数和安装条件的影响。

2 压力恢复系数 FL

由P1在原公式的推导中,以为调节阀节流处由P1直接下降到P2,见图2-3中虚线所示。但实际上,压力变化曲线如图2-3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。是以,引进一个表示阀压力恢复程度的系数FL来对原公式进行修正。FL称为压力恢复系数(Pressure reecvery factor),其表达式为:

(9)式中, 、 表示产生闪蒸时的缩流处压差和阀前后压差。1-150H011055H61.gif图2-3 阀内的压力恢复

关键是FL的试验题目。用透明阀体试验,将会发现当节流处产生闪蒸,即在节流处产生气泡群时,Q就基本上不随着△P的增加而增加。这个试验说明:产生闪蒸的临界压差就是产生阻塞流的临界压差,故FL又称临界流量系数(Critical flow factor),是以FL既可表示不同阀结构酿成的压力恢复,以修正不同阀结构酿成的流量系数计算误差,又可用于对正常活动,阻塞活动的差别,即FL定义公式(9)中的压差△Pc就是该试验阀产生阻塞活动的临界压差。如许,当△P<△Pc时为正常活动,当△P≥△Pc时为阻塞活动。从(9)公式中我们即可解出液体介质的△Pc为:△Pc = FL2(P1-Pv)(10)由试验确定的各类阀的FL值见表2-3。

3 梅索尼兰公司的公式——FL修正法

1)对流体计算公式的修正

当△P<△PC时,为正常活动,仍采用原公式(4);当△P≥△Pc时,因△P增加Q基本不增加,故以△Pc值而不是△P值代进公式(4)计算即可。当△Pv≥0.5P1时,意味差有较大的闪蒸,此时△Pc还应修正,由试验获得:

(11)

式中:Pc表示液体热力学临界点压力,见表2-4。

2)对气体计算公式的修正

原产生阻塞流的临界差压条件是△Pc=0.5P1,即固定在△P/P1=0.5处,这和实际情况出进较大。实际上△Pc仍与FL有关,由试验得临界压差条件为:△Pc = 0.5 FL2P1 (12)

利用FL概念推得的新公式有好几种,但以在原均匀重度法公式基础上修正的新公式最简单、方便,即均匀重度修正法,它只需将原阻塞活动下的计算公式除上FL即可。若要更精确些,则再除上一个系数(y-0.14y3),

其中

蒸气计算公式的修正同上。为了便于比较、利用,将采用FL修正的新公式和原公式汇总于表2-2中。回纳起来,有两个不同:一是活动状况差别式不同;二是在阻塞活动的情况下计算公式不同。引进了3个新的参数:FL、PC、(y-0.148y3)

介质活动状况原计算公式新计算公式活动状况判别计算式活动状况判定计算式液体一般活动无 同原计算式阻塞活动-- 气体一般活动△P/P1 < 0.5 同原计算式阻塞活动 原计算式乘 蒸气饱和蒸气一般活动同气体 同气体同原计算式阻塞活动同气体 同气体原计算式乘 过热蒸气一般活动同气体 同气体同原计算式过热蒸气一般活动同气体 同气体同原计算式阻塞活动同气体 同气体原计算式乘 表中代号及单位Q:液体流量 m³/hQN:气体流量 Nm³/hGS:蒸气流量 kgf/hr:液体重度 g/cm³rn:气体重度 kg/Nm³P1:阀前压力 100KPaP2:阀后压力 100KPa△P:压差 100KPa

※ Pv:饱和蒸气压100KPaPc:临界点压力(见表2-4)FL:压力恢复系数(见表2-3)t:摄氏温度 ℃tsh:过热温度 ℃△Pc:临界压差 100KPa其中

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(作者:健康报)