直通单座调节阀额定流量系数的估算.pdf

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1、878化工自动化及仪表第44卷直通单座调节阀额定流量系数的估算王渭明友陈凤官郝伟沙耿圣陶（合肥通用机械研究院）摘要提出一种用阀体流量系数和阀内件额定流量系数表达直通单座调节阀额定流量系数的方法。利用该方法对两种知名品牌的系列调节阀的额定流量系数进行估算，所得结果与制造商公布的额定流量系数相近。关键词单座调节阀额定流量系数估算中图分类号TH134文献标识码A文章编号1000-3932（2017）09-0878-04额定流量系数是直通单座调节阀的关键参1估算方法数，某一口径直通单座调节阀的不同阀座孔径对对于阀门额定流量系数的估算，国内外相关［

2、1，4］应不同的额定流量系数。对于某一口径的调节文献较少。文献［1］利用节流孔板模型对直阀，厂家一般设计若干种规格的阀座孔产生不同通单座调节阀的节流原理进行了研究，预估的额的额定流量系数供用户选用。可见，额定流量系定流量系数（调节阀全开流量系数）K的计算式vs数的估算是进行调节阀设计首先要解决的问题，为：准确估算该系数可以大幅减少流体试验量、降低3.054ArsAK＝（1）vsA－0.6A研发成本。但是对于某些特殊工况，调节阀的若rs2式中A———阀门接管面积，cm；干种额定流量系数未必合适，如粉煤气化工艺的2A———调节阀全开流通面积，

3、cm。高压差气体放空工况往往采用大口径小流量系数rs式（1）是通过节流孔板模型推导出的，主要的调节阀，一方面精确控制煤粉仓气体的泄放量，考虑了阀内件的节流阻力。而调节阀阀体流道的达到节能的目的；另一方面降低阀后气体的流速，几何形状与阀内流体流动阻力也有很大的关联。降低噪音。为了确定某一特定额定流量系数，普［1］因此，为了更加准确地估算调节阀额定流量系数，遍采用流体试验对样机反复修正，或借助CFD［2，3］有必要在估算时增加阀体流阻的影响。软件进行数值模拟（仍需对实体模型反复模如图1所示，将调节阀看作阀座孔直径等于拟）。接管直径D的阀体与阀

4、内件的串联，且阀内件节笔者在考虑直通单座调节阀阀体流动阻力和流用孔板近似，阀座孔径为d，一般孔板节流面阀内件节流阻力的基础上，提出一种估算额定流S［1］量系数的方法。积的当量直径d≤dS≤0.8D。图1阀体和孔板的串联p、p———阀前压力和阀后压力；V、V———阀前流速和阀后流速；Q———流量；Δp、Δp———阀体压差和阀内件压差1212BT基金项目：中石化科技项目（315014）。作者简介：王渭（1968-），教授级高级工程师，从事阀门的设计研发工作，ww_xuy＠163.com。第9期王渭等.直通单座调节阀额定流量系数的估算879调节

5、阀流量系数为KV（CV），阀体和阀内件π2限流阀内件A＜d；全流通阀内件A＝rsSrs的流量系数分别为K（C）和K（C），由于调4VBVBVTVT节阀总压差Δp＝Δp＋Δp，则K（C）可以用π2BTVVdS，如果阀座孔径dS≥D，则额定流量系数近4［5］K（C）和K（C）表达，即：VBVBVTVT似等于阀体流量系数。KKVBVTK＝（2）V22将式（5）、（6）代入式（2），可得单座直通调节K＋K★VBVT阀额定流量系数K的估算式：CCVSVBVTC＝（3）V22KKC＋CVBVTS★VBVTKVS＝（8）22K＋K典型单座Globe阀体

6、（阀门内径D，in）的流★VBVTS［6］将式（4）、（7）代入式（3），可得单座直通调节量系数C用下式估算：VBC＝18D2（4）阀额定流量系数CVS的估算式：VBCC如果阀门内径D的单位为cm，对式（4）进行VBVTSC＝（9）VS22C＋C★VBVTS单位变换，得到典型单座Globe阀体的流量系数2额定流量系数的估算K的估算公式为：VB厂家给出的Masoneilan的12000系列具有流2K＝2.413D（5）VB开型内件的Globe调节阀额定流量系数C和采VS阀内件节流用孔板近似，则阀内件的额定流用笔者方法对阀门额定流量系数的估算

7、值见表量系数用下列两式估算：1，其中d＜D，将阀座孔面积作为阀内件的全开3.054AASrsK＝（6）VTSA－0.6A节流面积，用式（9）估算C；当表1中d≥D时，rsVSS22.777AA阀体流量系数C近似等于额定流量系数C的rsVBVSC＝（7）VTSA－0.6Ars估算值。可以看出，厂家公布的额定流量系数与2式（6）中A和A的单位为cm，式（7）中Arsrs采用笔者方法得到的估算值接近，估算偏差不超2和A的单位为in。过27.40％。表1调节阀的额定流量系数C和估算值的对比VS阀门口径D阀座孔径dS厂家的额定流量阀体流量内件流量估

8、算额定流量估算偏差inin系数CVS系数CVB系数CVTS系数CVS％1／20.2501.74.501.3151.263－25.730.3753.04.503.7972.902－3.260.5