Hệ số cản dòng chảy và tổn thất áp suất cho van

Sức cản của van và tổn thất áp suất là khác nhau nhưng chúng có mối liên hệ rất chặt chẽ với nhau, để hiểu được mối quan hệ của chúng, trước tiên bạn phải hiểu hệ số cản và hệ số tổn thất áp suất. Hệ số cản dòng chảy phụ thuộc vào cấu trúc dòng chảy khác nhau, độ mở van và tốc độ dòng chảy trung bình, là một giá trị thay đổi. Nói chung, cấu trúc cố định của van ở một mức độ mở nhất định là hệ số lưu lượng cố định, bạn có thể tính toán áp suất đầu vào và đầu ra của van theo hệ số lưu lượng, đây là tổn thất áp suất.

Hệ số lưu lượng (hệ số xả) là chỉ số quan trọng để đo lưu lượng của van. Nó biểu thị tốc độ dòng chảy khi chất lỏng bị mất trên một đơn vị áp suất qua van. Giá trị càng cao thì tổn thất áp suất khi chất lỏng chảy qua van càng nhỏ. Hầu hết các nhà sản xuất van bao gồm các giá trị hệ số dòng chảy của van thuộc các loại áp suất, loại và kích cỡ danh nghĩa khác nhau trong thông số kỹ thuật sản phẩm của họ để thiết kế và sử dụng. Giá trị của hệ số dòng chảy thay đổi theo kích thước, hình dạng và cấu trúc của van. Ngoài ra, hệ số lưu lượng của van còn bị ảnh hưởng bởi độ mở van. Theo các đơn vị khác nhau, hệ số dòng chảy có nhiều mã và giá trị định lượng khác nhau, trong đó phổ biến nhất là:

• Hệ số dòng chảy Cv: Tốc độ dòng chảy ở mức giảm áp suất 1psi khi nước chảy qua van ở nhiệt độ 15,6°c (60°f).
• Hệ số dòng chảy Kv: Tốc độ dòng thể tích khi nước chảy trong khoảng từ 5oC đến 40oC tạo ra độ giảm áp suất 1bar qua van.

Cv=1.167Kv

Giá trị Cv của mỗi van được xác định bởi mặt cắt ngang của dòng chất rắn.

Hệ số điện trở của van đề cập đến tổn thất điện trở của chất lỏng qua van, được biểu thị bằng độ giảm áp suất (Áp suất chênh lệch △P) trước và sau van. Hệ số cản của van phụ thuộc vào kích thước của van, kết cấu và hình dạng của khoang, phụ thuộc nhiều hơn vào kết cấu đĩa, mặt ngồi. Mỗi phần tử trong buồng thân van có thể được coi là một hệ thống các bộ phận (chất lỏng quay, giãn nở, co lại, hồi lưu, v.v.) tạo ra lực cản. Như vậy tổn thất áp suất trong van xấp xỉ bằng tổng tổn thất áp suất của các bộ phận trong van. Nói chung, các trường hợp sau đây có thể làm tăng hệ số cản của van.

• Cổng van được mở rộng đột ngột. Khi cổng được mở rộng đột ngột, vận tốc của phần chất lỏng bị tiêu hao trong việc hình thành dòng điện xoáy, khuấy động và làm nóng chất lỏng, v.v.;
• Sự mở rộng dần dần của cổng van: Khi Góc giãn nở nhỏ hơn 40 °, hệ số cản của ống tròn giãn nở dần nhỏ hơn hệ số giãn nở đột ngột, nhưng khi Góc giãn nở lớn hơn 50 °, hệ số cản tăng 15% ~ 20% so với sự giãn nở đột ngột.
• Cổng van đột nhiên bị thu hẹp.
• Cổng van trơn tru và xoay đều hoặc quay góc.
• Kết nối côn đối xứng của cổng van.

Nhìn chung, van bi toàn lỗ và van cổng có khả năng cản chất lỏng ít nhất do không quay và giảm thiểu, gần giống như hệ thống đường ống, là loại van mang lại khả năng dòng chảy tuyệt vời nhất.