[福建阀门厂家]→调节蝶阀的流量系数

  流量系数的理论计算式

  流量系数Kv的定义是:流体流经阀门产生单位压力损失(1bar,1bar=100000Pa)的体积流量,单位用m3/h表示。在美国流量系数用Cv表示,即流体流经阀门产生单位压力损失(1psi,1psi=6895Pa)的体积流量,单位用gal/min表示。

  流量系数Kv与Cv的换算公司:Kv=1.156Cv;

  对于可压缩流体流量系数的计算公式为:

  当△p/p1<0.5F2L时,Kv=Qv[(e/△p)(273+t)/(p1+p2)]0.5/380

  当△p/p1≥0.5F2L时,Kv=[273+t]0.5/[330p1FL(y-0.148y3)]

  式中Kv表示流量系数,Qv表示体积流量,e表示流体密度,p1表示阀前压力,p2表示阀后压力,t表示介质温度,FL表示压力恢复系数,△p表示阀前后压力差,y=1.63(△p/p1)0.5/FL。

  调节蝶阀的流态分析

  1、利用SolidWorks软件建立调节阀模型

  由于计算流体动力学分析属于大型数值问题求解,因此为了缩短求解时间,建模时应避免过于复杂,以免影响分析速度。因此只需画出阀体,阀瓣及管道的简单模型,阀前管道长度可取5倍阀门通径,阀后管道长度可取10倍阀门通径(参考标准GB/T30832-2014《阀门流量系数和流阻系数试验方法》)。

  另外SolidWorks Flow Simulation需要一个封闭的空间来确定计算区域,因此模型管道的进口和出口应该是封闭的。

  2、运行Folw Simulation

  可根据设置向导建立一个算例,闭关对边界条件进行设置。根据提示我们依次对各项目进行设置:单位系统(选m-kg-s)—>分析类型(选内部)—>流体类型(选空气)、流动特性(选层流和湍流)—>接下来其他选项可以选择默认值。这时在SolidWorks结构树中出现一个新的算例。

  3、设置边界条件及运行结果

  设置流体子域为空气,根据标准中对流量系数测试试验的规定,同时参考实际试验中提供的资料及工况数据,设定出适当的边界条件,边界条件的设置可以根据阀门流量系数的定义来选择,即阀前阀后压差为1bar。求阀门各个开度时的流量。

  测量入口流体平均流量Qv=3910m3/s;

  空气密度e=1.293kg/m3;

  阀前压力p1=2.01325bar;

  阀后压力p2=1.01325bar;

  介质温度t=20℃;压力恢复系数FL=0.55;

  因此求得Kv=1013118,Cv=876399。

  根据以上过程可以求得阀门在各个开启角度时的数量系数,见下表。

阀门开启角度(°)流量/(*103m3/h)流量系数

  4、结果分析

  通过计算机模拟仿真得到的结果与实际会存在一定的差异,主要有以下原因:

  a、实际生产后的阀门与仿真模型不一致(实际加工存在误差,建模简化过程中存在误差等)。

  b、边界条件和使用条不一致(实际测量压差及流量值的取值点离阀门中心位置的距离不同,受现场操作空间限制)。

  c、实际测量时,流量及压力等实际值存在误差。

  总结

  通过使用SolidWorks Flow Simulation软件进行流态模拟的方法,可以简单、快速地计算出阀门的流量系数,为设计工程师正确选择和设计调节蝶阀提供了理论依据,从而避免了建造试验设备所需的大量人力、物力和财力,为企业节约了大量的成本,因此这种方法在调节阀的设计过程中值得广泛应用。

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