物理学上,Cv值,也称流量系数,表示阀门等元件对流体介质的流通能力。对于阀门来讲,Cv值指单位时间内、在测试条件中保持流体管道内恒定的压力,管道介质流经阀门的体积流量,或质量流量。

Cv值的全称为Circulation Volume。由于单位制的差异,国标定义式及其单位稍有不同,国内一般称流量系数为Kv值。Kv值与Cv值之间的关系:Cv=1.167Kv。[1]

中文名

Cv值

别名

流量系数

外文名

Circulation Volume

术语类别

物理

国内称

Kv值

测定

被测元件(譬如阀门)全开,元件两端压差△p=1psi=6.895kPa,温度为60℉(即15.56℃)的水,通过元件的流量为qv,单位为USgal/min(1USgal/min=3.785L/min),则流通能力Cv值为qv,Cv值是流量系数,没有单位。

计算公式

1)关系式

Cv=Q

[(ρ

)/(

△P)]^0.5

=Q

(ρ/△P)^0.5

式中,Cv为流量系数,按上述测定方法测定得到的数值,没有单位;Q为其他流体或相同流体在不同状态(以下简称流体a)的流量,单位:USgal/min;ρ为流体a的密度,单位:g/立方cm;

为60℉下水的密度,具体为1g/立方cm;△P.=

是流体a通过时元件上下游的压力,单位为1psi;

取1psi。

2)流量计算公式

由上述关系式可得,流量Q的计算公式:Q=Cv×(△P/ρ)0.5

容量系数

Cv值被用来表示阀的容量系数有多大。Cv值比较抽象、难以理解,下面算例将对Cv值进行更具体的说明。

Cv值的大小取决于流量、压差、比重等条件,光从概念上看比较难以理解,如果换用与配管以及节流孔等的口径相对照的形式来表示则更加容易理解。

表1罗列了Cv值=1时,与配管直径的对照。表中,配管的内部厚度相当于Schedule40钢管,D为配管的内径、L为配管的长度。

表1

配管内径(D)Cv=1所对应的配管长度L配管长度1m所对应的Cv值
6mm约 0.48 m0.69
7mm约 1.09 m1.04
8mm约 2.22 m1.48
9mm约 4.14 m2.03
10mm约 7.25 m2.69
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Cv值为1时的节流孔孔径范围

使用节流孔时,节流孔的流量系数会根据配管内径与节流孔孔径的比而变化,虽然无法确定Cv=1时的节流孔孔径,不过大致在5.8mm~6.2mm左右。

表2罗列了各种阀的容量系数的比较。

表2 各种阀的容量系数

材质青黄铜铸铁不锈钢
阀类型截止阀闸阀球阀截止阀闸阀球阀截止阀闸阀球阀
产品型号JM、LZFCJFCLFCTBUPAUMAUTB
口径15A1/2B4.32022------175.1
20A3/4B7.33846------369.532
25A1B116477------641554
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表2显示,球阀(全通径)的Cv值最大,其次是闸阀,而截止阀的Cv值最小。Cv值越大,则表明流体在阀内流动越容易。

球阀在阀内部几乎没有阻碍流体流动的部位;而闸阀即使在阀芯完全打开时,阀内部的几处凹凸部分仍然会对流体的流动造成一些影响;截止阀在流体流动时,流动方向在阀内部将出现各种变化,因而流阻很大。

Cv与Kv的换算

Cv值的计算公式:Cv=qv

/(

△p)]^0.5

式中:Cv为流通能力,单位:USgal/min;qv为实测水的流量,单位:USgal/min;ρ为实测水的密度,g/立方cm;

为60℉下水的密度,

=1g/立方cm;△p=

为测元件上下游的压力差,单位:lpsi。

Kv值定义

Kv值是表示气体流量特性的一个参数和表示方法。测定Kv值时,被测元件全开,元件两端压差△p保持0.1MPa,流体密度ρ=1g/立方cm时;通过元件的流量为qv (立方米/h),则流通能力Kv值为:

Kv=qv

/(

△p)]^0.5

式中,Kv为流通能力,单位:立方米/h;ρ为实测流体密度,单位:g/立方cm;△p是被测元件上下游的压力差,单位:MPa。

Kv值与Cv值之间的关系:Cv=1.167Kv。