Коэффициент гидравлического сопротивления и потери давления на клапане

Сопротивление клапана и потеря давления различны, но они настолько тесно связаны, что чтобы понять их взаимосвязь, необходимо сначала понять коэффициент сопротивления и коэффициент потери давления. Коэффициент гидравлического сопротивления зависит от различной структуры потока, открытия клапана и расхода среды, является переменной величиной. Вообще говоря, фиксированная конструкция клапана при определенной степени открытия представляет собой фиксированный коэффициент расхода, вы можете рассчитать входное и выходное давление клапана в соответствии с коэффициентом расхода, это потеря давления.

Коэффициент расхода (коэффициент расхода) является важным показателем для измерения пропускной способности клапана. Он представляет собой скорость потока, когда жидкость теряется на единицу давления через клапан. Чем выше значение, тем меньше потеря давления при прохождении жидкости через клапан. Большинство производителей клапанов включают значения коэффициента расхода клапанов различных классов давления, типов и номинальных размеров в свои технические характеристики по проектированию и использованию. Значение коэффициента расхода зависит от размера, формы и конструкции клапана. Кроме того, на коэффициент расхода клапана также влияет степень открытия клапана. По разным единицам коэффициент расхода имеет несколько различных кодов и количественных значений, среди которых наиболее распространены:

• Коэффициент расхода Cv: Расход при перепаде давления 1 фунт на квадратный дюйм, когда вода протекает через клапан при температуре 15,6 °C (60 °F).
• Коэффициент расхода Kv: объемный расход, когда поток воды от 5 ℃ до 40 ℃ создает падение давления на 1 бар через клапан.

Cv=1,167кВ

Значение Cv каждого клапана определяется поперечным сечением потока твердого вещества.

Коэффициент сопротивления клапана относится к жидкости за счет потери сопротивления жидкости в клапане, на которую указывает перепад давления (перепад давления △P) до и после клапана. Коэффициент сопротивления клапана зависит от размера клапана, конструкции и формы полости, в большей степени зависит от конструкции диска, седла. Каждый элемент в камере корпуса клапана можно рассматривать как систему компонентов (поворот, расширение, сжатие, возврат и т. д.), создающих сопротивление. Таким образом, потеря давления в клапане примерно равна сумме потерь давления компонентов клапана. В целом коэффициент сопротивления клапана может быть увеличен при следующих обстоятельствах.

• Порт клапана внезапно увеличивается. Когда порт внезапно увеличивается, скорость части жидкости расходуется на образование вихревых токов, перемешивание и нагрев жидкости и т. д.;
• Постепенное расширение порта клапана: когда угол расширения меньше 40 °, коэффициент сопротивления постепенно расширяющейся круглой трубки меньше, чем у внезапного расширения, но когда угол расширения превышает 50 °, коэффициент сопротивления увеличивается на 15% ~ 20% по сравнению с внезапным расширением.
• Порт клапана внезапно сужается.
• Порт клапана плавный и ровный или угловой.
• Симметричное коническое соединение порта клапана.

В целом, полнопроходные шаровые краны и задвижки имеют наименьшее гидравлическое сопротивление из-за отсутствия поворотов и редукций, почти такое же, как и система трубопроводов, которая представляет собой тип клапана, обеспечивающий наилучшую пропускную способность.