Ce este coeficientul de curgere
Coeficientul de debit, cunoscut sub numele de Cv (standardul SUA/UE), Kv (standardul internațional) sau valoarea C, este un parametru tehnic critic care definește capacitatea de debit a valvelor industriale, cum ar fi valvele de control și regulatoarele.
Definirea valorii CV
CV-ul supapei reprezintă coeficientul de debit care indică capacitatea unei supape de a trece fluid în anumite condiții. Acesta cuantifică debitul volumetric de lichid sau gaz printr-o supapă la o anumită cădere de presiune. Valori mai mari ale CV-ului indică o capacitate de debit mai mare.
Ce este CV (Valoarea Capacitatii)
Valoarea Cv (capacitatea) a supapei măsoară capacitatea debitului și se calculează în condiții de testare standardizate:
• Valvă complet deschisă
• Cădere de presiune (ΔP) de 1 psi pe supapă
• Fluid: Apă la 15,5°C
• Debit: galoane americane pe minut (GPM)
Deschiderea supapei vs. valoarea Cv
Cv/Kv și deschiderea supapei (%) sunt concepte distincte:
• Definiția Kv (standardul chinezesc):Debit în m³/h când ΔP = 100 kPa, densitatea fluidului = 1 g/cm³ (apă la temperatura camerei).
*Exemplu:Kv=50 înseamnă un debit de 50 m³/h la 100 kPa ΔP.*
• Procent de deschidere:Poziția dopului/discului supapei (0% = închis, 100% = complet deschis).
Calcularea CV-ului și a aplicațiilor cheie
CV-ul este influențat de designul, dimensiunea, materialul valvei, regimul de curgere și proprietățile fluidului (temperatură, presiune, vâscozitate).
Formula de bază este:
Cv = Q / (√ΔP × √ρ)
Unde:
• Î= Debit volumetric
•ΔP= Diferența de presiune
•ρ= Densitatea fluidului
Conversie: Cv = 1,167 Kv
Rol în selecția și proiectarea supapelor
CV-ul are un impact direct asupra eficienței sistemului de control al fluidelor:
•Determină dimensiunea și tipul optim al supapei pentru debitele țintă
•Asigură stabilitatea sistemului (de exemplu, previne pornirea și pornirea ciclică a pompei în alimentarea cu apă a clădirii)
•Critic pentru optimizarea energiei
Variațiile CV între tipurile de valve
Capacitatea de debit diferă în funcție de designul valvei (date provenite de laStandarde ASME/API/ISO):
| Tipul de supapă | Caracteristici cheie | Exemplu de CV (Standard FCI) |
|---|---|---|
Valvă de poartă | Cv mediu (DN100 ≈ 400); reglare slabă; evitați o deschidere <30% (risc de turbulență conform ASME B16.34) | DN50: ~120 |
Valvă cu bilă | CV ridicat (vane cu poartă de 1,8×); control liniar al debitului; API 6D recomandat pentru conducte | DN80 V-sferă: ≈375 |
Valvă fluture | Eficient din punct de vedere al costurilor pentru dimensiuni mari; precizie de ±5% (triplu offset); câștig de debit limitat >70% în poziție deschisă | Placă DN150: ~2000 |
Valvă globulară | Rezistență ridicată (Cv ≈ 1/3 din robinetele cu bilă); control precis (utilizare medicală/de laborator) | DN50: ~40 |
Parametrii fluxului central și factorii de influență
Performanța supapei este definită de trei parametri (conform Institutului de Control al Fluidului):
1. Valoarea CV:Debit în GPM la 1 psi ΔP (de exemplu, robinet cu bilă DN50 ≈ 210 față de robinet cu poartă ≈ 120).
2. Coeficientul de rezistență la curgere (ξ):
•Vană fluture: ξ = 0,2–0,6
•Robinet glob: ξ = 3–5
Ghiduri de selecție și considerații critice
Corecția vâscozității:
Aplicați multiplicatori la Cv (de exemplu, țiței: 0,7–0,9 conform ISO 5208).
Valve inteligente:
Optimizare CV în timp real (de exemplu, poziționerul Emerson DVC6200).
Sisteme de testare a coeficientului de curgere
Testarea necesită condiții controlate datorită sensibilității măsurării:
•Configurare (conform Fig. 1):
Debitmetru, termometru, supape de strangulare, supapă de testare, manometru ΔP.
1. Debitmetru 2. Termometru 3. Supapă de accelerație amonte 4 și 7. Orificii de priză a presiunii 5. Supapă de testare 6. Dispozitiv de măsurare a diferenței de presiune 8. Supapă de accelerație aval
4. Distanța dintre orificiul de priză și supapă este de 2 ori diametrul țevii
7. Distanța dintre orificiul de priză și supapă este de 6 ori diametrul țevii
•Comenzi cheie:
- Supapa din amonte reglează presiunea de admisie.
- Supapa din aval menține o presiune stabilă (dimensiunea nominală > supapa de testare pentru a asigura curgerea blocată)insupapă de testare).
•Standarde:
JB/T 5296-91 (China) față de BS EN1267-1999 (UE).
•Factori critici:
Amplasarea robinetului, configurația conductelor, numărul Reynolds (lichide), numărul Mach (gaze).
Limitări și soluții de testare:
•Robinete de testare pentru sisteme actuale ≤DN600.
•Valve mai mari:Folosiți testarea fluxului de aer (nu este detaliată aici).
Impactul numărului Reynolds: Datele experimentale confirmă că numărul Reynolds afectează semnificativ rezultatele testelor.
Concluzii cheie
•Cv/Kv definește capacitatea debitului valvei în condiții standardizate.
•Tipul, dimensiunea și proprietățile fluidului au un impact critic asupra CV-ului.
•Testarea necesită respectarea strictă a protocoalelor (JB/T 5296-91/BS EN1267) pentru acuratețe.
•Se aplică corecții pentru vâscozitate, temperatură și presiune.
(Toate datele provin din standardele ASME/API/ISO și din documentele informative ale producătorilor de valve.)
Data publicării: 06 ian. 2025