调节阀口径计算 液体工况调节阀口径计算调节阀(控制阀)口径计算的标准化工作可追塑到20 世纪 60 年代的早期,当时一个贸易协会- 流体控制组织提出了同时用于可压缩和不 可压缩流体的口径计算公式。这些公式所 能精确函盖的工况条件的范围非常有限, 该标准未被广泛地接受。在 1967 年,ISA 成立了一个委员会来研究和发表标准公式。 该委员会的努力最终建立了一个阀门口径 计算的步骤,获得了美国国家标准资格。后 来,一个 IEC 委员会把这一 ISA 的成果用作 制定调节阀(控制阀)口径计算的国际标准的基础
(在这本介绍材料里的某些内容摘自ANSI/ISA S75.01 标准,得到出版者 ISA 的许 可 )。除了命名方法和步骤稍有不同外,ISA 和 IEC 标准是一致的。ANSI/ISA 标准 号 S75.01 和 IEC 标准号 534-2-1 及 534-2-2 是一致的(IEC 出版号 534-2 第一和第 二节分别针对不可压缩和可压缩流体)。
在以下的章节中,将解释命名方法和步骤, 并通过解答例题来说明其用途。
液体工况阀门口径计算
以下是采用IEC 的方法对用于液体介质的调节阀(控制阀)门进行口径计算的详细步骤。这些步骤的每一步都是很重要的,在任何阀门 口径计算步骤中都必须被考虑。步骤 3 和 4 涉及到某些口径计算系数的确定,取决于 工况条件,口径计算公式中也许会也许不 会用不到这些系数。如果对于某一特定口 径计算问题,在公式中需要使用这些口径 计算系数中的一个、二个或所有三个,可参 考第六步后面文字说明中的相应的系数确 定章节。
1.确定如下的阀门口径计算所需的变量
● 要求的阀体型式:参考本章中的相 应的阀门流量系数表
● 过程流体(水、油等),和相应的工况条件
q 或 W,p1,p2 或 △P,T1,Gf,Pv,Pc,和 υ。 只有通过对不同阀门口径计算问题的实际
体验,才能够获得辨别以上哪些项目对于 某一 特定的口径计算步骤是合适的能力。 如果以上任何一项对你似乎很陌生或不熟悉,可参考缩写和术语表以了解其详细的定义。
2.确定公式常数 N。N 是一个数字化常数, 包含在每一个流量公式中,为使用不同的 单位系统提供一种换算方法。在公式常数 表中可查到这些不同常数的数值及其相应 的单位。
如果用体积单位(加仑 / 分钟或立方米 / 小 时)作为流量来进行阀门口径计算,应使 用 N1。如果用质量单位(磅 / 小时或公斤 / 小时)作为流量来进行阀门口径计算,用 N6
3.确定管道的几何形状系数 Fp
F 是一个补偿由于可能直接连接到所计算 的调节阀(控制阀)的进出口端的管件如变径、弯头 或三通而引起的压力损失的一个修正系数。 如果这些管件连接到阀门上,那么在口径 计算步骤中必须要考虑 Fp。然而,如果没 有管件连接到阀门上,Fp 的值为 1.0,简单 地从口径计算公式中去掉。
缩写和术语
符号 |
|
符号 |
|
|
C |
阀门流量系数 |
P |
上游绝对静压 |
|
d |
阀门公称通径 |
P |
下游绝对静压 |
|
D |
管道内径 |
P |
绝对热动态临界压力 |
|
F |
阀门型式修正系数,无量纲 |
P |
液体在进口温度时的 |
|
F |
液体临界压力比系数,无量纲 |
?P |
阀门前后的压力降(P -P ) |
|
F |
比热比系数,无量纲 |
?P |
最大允许液体工况口径计算压力降 |
|
F |
额定液体压力恢复系数,无量纲 |
?P |
带连接管件时最大允许计算压力降 |
|
F |
组合液体压力恢复系数 |
q |
带连接体积流量 |
|
F |
管道几何形状系数,无量纲 |
q |
在给定上游条件时的最大流量 |
|
G |
液体比重(工作温度下液体的密度 |
T |
上游绝对温度(K°或 R°) |
|
G |
气体比重(在标准条件下(1), |
W |
质量流量 |
|
k |
比热比,无量纲 |
X |
压力降与上游绝对静压之比 |
|
K |
设备的热损失系数,无量纲 |
X |
额定压力降比例系数,无量纲 |
|
M |
分子量,无量纲 |
Y |
膨胀系数(在同样雷诺数时, |
|
N |
数字常数 |
Z |
压缩系数,无量纲 |
|
γ1 |
在入口条件时的比重 |
|||
υ |
动力粘度,厘沲 |
|||
1.标准状态定义为 60°F(15.5℃)和 14.7 psia(101.3kpa)。 |
对于带变径端的旋转阀(陷型式安装),FP系数包含在相应的流量系数表中。对于其它型式的阀门和管件,用确定管件几何形 状系数 FP 的方法来确定 FP 系数。
公式常数(1)
|
N |
w |
q |
p(2) |
γ |
T |
d, D |
|
N1 |
0.0865 |
--- |
m3/h m3/h gpm |
kPa bar psia |
--- |
--- |
--- |
|
N2 |
0.00214 |
--- |
--- |
--- |
--- |
--- |
mm inch |
|
N5 |
0.00241 |
--- |
--- |
--- |
--- |
--- |
mm inch |
|
N6 |
2.73 |
kg/h kg/h lb/h |
--- |
kPa bar psia |
kg/m3 kg/m3 lb/ft3 |
--- |
--- |
|
N (3)7 |
正常状态 |
3.94 |
--- |
m3/h m3/h |
kPa bar |
--- |
deg K |
--- |
标准状态 |
4.17 |
--- |
m3/h m3/h |
kPa bar |
--- |
deg K |
--- |
|
标准状态 TS= 60°F |
1360 |
--- |
scfh |