閥門的流阻系數(shù)ζ

                       閥門的流阻系數(shù)ζ

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     流體通過(guò)閥門時(shí)，其流體阻力損失以閥門前后的流體壓力降Δp表示。閥門的流量系數(shù)是衡量閥門流通能力的指標(biāo)，流量系數(shù)值越大，說(shuō)明流體流過(guò)閥門時(shí)的壓力損失越小。流量系數(shù)值隨閥門的尺寸、型式、結(jié)構(gòu)而變化，不同類型和不同規(guī)格的閥門都要分別進(jìn)行試驗(yàn)，才能確定該種閥門的流量系數(shù)值。閥門的流量系數(shù)

閥門的流量系數(shù)是衡量閥門流通能力的指標(biāo)，流量系數(shù)值越大說(shuō)明流體流過(guò)閥門時(shí)的壓力損失越小。國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的閥門生產(chǎn)廠家大多把不同壓力等級(jí)、不同類型和不同公稱通徑閥門的流量系數(shù)值列入產(chǎn)品樣本，供設(shè)計(jì)部門和使用單位選用。上海申弘閥門有限公司主營(yíng)閥門有：減壓閥(氣體減壓閥,可調(diào)式減壓閥,波紋管減壓閥,活塞式減壓閥,蒸汽減壓閥,先導(dǎo)式減壓閥,空氣減壓閥,氮?dú)鉁p壓閥,水用減壓閥,自力式減壓閥,比例減壓閥)、安全閥、保溫閥、低溫閥、球閥、截止閥、閘閥、止回閥、蝶閥、過(guò)濾器、放料閥、隔膜閥、旋塞閥、柱塞閥、平衡閥、調(diào)節(jié)閥、疏水閥、管夾閥、排污閥、排氣閥、排泥閥、氣動(dòng)閥門、電動(dòng)閥門、高壓閥門、中壓閥門、低壓閥門、水力控制閥、真空閥門、襯膠閥門、襯氟閥門。流量系數(shù)值隨閥門的尺寸、形式、結(jié)構(gòu)而變化，不同類型和不同規(guī)格的閥門都要分別進(jìn)行試驗(yàn)，才能確定該種閥門的流量系數(shù)值。
1.流量系數(shù)的定義
流量系數(shù)表示流體流經(jīng)閥門產(chǎn)生單位壓力損失時(shí)流體的流量。由于單位的不同，流量系數(shù)有幾種不同的代號(hào)和量值。
2.閥門流量系數(shù)的計(jì)算
3.流量系數(shù)的典型數(shù)據(jù)及影響流量系數(shù)的因素

公稱通徑DN50mm的各種型式閥門的典型流量系數(shù)見(jiàn)表。
流量系數(shù)值隨閥門的尺寸、形式、結(jié)構(gòu)而變。幾種典型閥門的流量系數(shù)隨直徑的變化如圖1-9所示。
對(duì)于同樣結(jié)構(gòu)的閥門，流體流過(guò)閥門的方向不同。流量系數(shù)值也有變化。這種變化一般是由于壓力恢復(fù)不同而造成的。如果流體流過(guò)閥門使閥瓣趨于打開(kāi)，那么閥瓣和閥體形成的環(huán)形擴(kuò)散通道能使壓力有所恢復(fù)。當(dāng)流體流過(guò)閥門使閥瓣趨于關(guān)閉時(shí)，閥座對(duì)壓力恢復(fù)的影響很大。當(dāng)閥瓣開(kāi)度為&#+ 或更小時(shí)，閥瓣下游的擴(kuò)散角使得在兩個(gè)流動(dòng)方向上都會(huì)有一些壓力恢復(fù)。

對(duì)于圖1-11所示的高壓角閥，當(dāng)流體的流動(dòng)使閥門趨于關(guān)閉時(shí)流量系數(shù)較高，因?yàn)榇藭r(shí)閥座的擴(kuò)散錐體使流體的壓力恢復(fù)。閥門內(nèi)部的幾何形狀不同，流量系數(shù)的曲線也不同。

閥門內(nèi)部壓力恢復(fù)的機(jī)理，與文丘里管的收縮和擴(kuò)散造成的壓力損失機(jī)理一樣。當(dāng)閥門內(nèi)部的壓降相同時(shí)，若閥門內(nèi)壓可以恢復(fù)，流量系數(shù)值就會(huì)較大，流量也就會(huì)大些。壓力恢復(fù)與閥門內(nèi)腔的幾何形狀有關(guān)，但更主要的是取決于閥瓣、閥座的結(jié)構(gòu)。
1、 流量系數(shù)的定義
流量系數(shù)表示流體流經(jīng)閥門產(chǎn)生單位壓力損失時(shí)的流體的流量。由于單位不同，流量系數(shù)有幾種不同的代號(hào)和量值。
2、 閥門流量系數(shù)的計(jì)算
（1） 一般式
C=Q √ρ/Δp
式中 C—流量系數(shù)；
Q—體積流量；
ρ—流體密度；
Δp—閥門的壓力損失
（2） Kv值的計(jì)算表
Kv= Q √ρ/Δp
式中 Kv—流量系數(shù)(m²)；
Q—體積流量(m³/h)；
ρ—流體密度(kg/ m³)；
Δp—閥門的壓力損失(bar)。
（3） Cv值的計(jì)算表
Cv= Q √G/Δp
式中 Cv—流量系數(shù)( Usgal/min÷（√1lbf/in²）)；
Q—體積流量(USgal/min)；
ρ—水的相對(duì)密度=1；
Δp—閥門的壓力損失(lbf/ in²)。
（4） Av值的計(jì)算表
Kv= Q √ρ/Δp
式中 Kv—流量系數(shù)(m²)；
Q—體積流量(m³/s)；
ρ—流體密度(kg/ m³)；
Δp—閥門的壓力損失(Pa)。
（5） 流量系數(shù)Av、Kv、Cv間的關(guān)系
Cv=1.17Kv
Cv=10e6/24Av
Kv=10e6/28Av
3、 流量系數(shù)的典型數(shù)據(jù)及影響流量系數(shù)的因素
流量系數(shù)值隨閥門的尺寸、型式、結(jié)構(gòu)而變。對(duì)于同樣結(jié)構(gòu)的閥門，流體流過(guò)閥門的方向不同，流量系數(shù)值也有變化。閥門內(nèi)部的幾何形狀不同，流量系數(shù)的曲線也不同。
閥門內(nèi)部壓力恢復(fù)的機(jī)理，與文丘里管的收縮和擴(kuò)散造成的壓力損失機(jī)理一樣。當(dāng)閥門內(nèi)部的壓降相同時(shí)，如閥門內(nèi)壓可以恢復(fù)，流量系數(shù)值就會(huì)較大，流量也就會(huì)大些。壓力恢復(fù)與閥門內(nèi)腔的幾何形狀有關(guān)，但更主要的是取決于閥塞、閥座的結(jié)構(gòu)。

對(duì)于紊流流態(tài)的液體：
Δp=ζu²ρ/2
式中Δp—被測(cè)閥門的壓力損失（Mpa）；
ζ—閥門的流阻系數(shù)；
ρ—流體密度（kg/mm³）;
u—流體在管道內(nèi)的平均流速（mm/s）。


二、閥門的流阻系數(shù)
流體通過(guò)閥門時(shí)，其流體阻力損失以閥門前后的流體壓力降△p表示。

1. 閥門元件的流體阻力
閥門的流阻系數(shù) ! 取決于閥門產(chǎn)品的尺寸、結(jié)構(gòu)以及內(nèi)腔形狀等。可以認(rèn)為，閥門體腔內(nèi)的每個(gè)元件都可以看作為一個(gè)產(chǎn)生阻力的元件系統(tǒng)（流體轉(zhuǎn)彎、擴(kuò)大、縮小、再轉(zhuǎn)彎等）。所以閥門內(nèi)的壓力損失約等于閥門各個(gè)元件壓力損失的總和。
應(yīng)該指出，系統(tǒng)中一個(gè)元件阻力的變化會(huì)引起整個(gè)系統(tǒng)中阻力的變化或重新分配，也就是說(shuō)介質(zhì)流對(duì)各管段是相互影響的。
為了評(píng)定各元件對(duì)閥門阻力的影響，現(xiàn)引用一些常見(jiàn)的閥門元件的阻力數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)反映了閥門元件的形狀和尺寸與流體阻力間的關(guān)系。
（1）突然擴(kuò)大會(huì)產(chǎn)生很大的壓力損失。這時(shí)，流體部分速度消耗在形成渦流、流體的攪動(dòng)和發(fā)熱等方面。局部阻力系數(shù)與擴(kuò)大前管路截面積A1和擴(kuò)大后管路截面積A2之比的近似關(guān)系可用式（1-9）及式（1-10）表示；阻力系數(shù)見(jiàn)表
（2）逐漸擴(kuò)大  當(dāng)θ＜40℃時(shí)，逐漸擴(kuò)大的圓管的阻力系數(shù)比突然擴(kuò)大時(shí)小，但當(dāng)θ=50-90℃時(shí)，阻力系數(shù)反而比突然擴(kuò)大時(shí)增大15%- 20%。逐漸擴(kuò)大的*擴(kuò)張角θ：圓形管θ=5-6.5℃，方型管θ=7-8℃，矩形管10-12℃。
（3）突然縮小
（4）逐漸縮小
（5）平滑均勻轉(zhuǎn)彎
（6）折角轉(zhuǎn)彎  折角轉(zhuǎn)彎主要產(chǎn)生在鍛造閥門中，因?yàn)殄懺扉y門的介質(zhì)通道是用鉆孔方法加工的。在焊接閥門中也會(huì)產(chǎn)生急劇轉(zhuǎn)彎。
（7）對(duì)稱的錐形接頭  對(duì)稱的錐形接頭類似閥門縮口通道。

2.閥門的流體阻力
閥門的流阻系數(shù)隨閥門的種類、型號(hào)、尺寸和結(jié)構(gòu)的不同而不同。

三、閥門的壓力損失
由于蝶閥在管路中的壓力損失 比較大，大約是閘閥的三倍，因此在選擇蝶閥時(shí)，應(yīng)充分考慮管路系統(tǒng)受壓力損失的影響，與本文相關(guān)的論文有：流量換算表