工程设计中调节阀压力恢复系数FL的应用分析
调节阀的计算选型
调节阀的计算选型调节阀的计算选型是指在选用调节阀时，通过对流经阀门介质的参数进行计算，确定阀门的流通能力，选择正确的阀门型式、规格等参数，包括公称通径，阀座直径，公称压力等，正确的计算选型是确保调节阀使用效果的重要环节。
1．调节阀流量系数计算公式 1.1 流量系数符号：Cv —英制单位的流量系数，其定义为：温度60°F （15.6℃）的水，在16/in 2(7KPa)压降下，每分钟流过调节阀的美加仑数。
Kv —国际单位制（SI 制）的流量系数，其定义为：温度5~40℃的水，在105Pa 压降下，每小时流过调节阀的立方米数。
注：Cv ≈1.16 Kv1.2 不可压缩流体（液体）Kv 值计算公式式中：P 1—阀入口绝对压力KPa P 2—阀出口绝对压力KPaQ L —液体流量 m 3/h ρ—液体密度g/cm 3 F L —压力恢复系数，与调节阀阀型有关，附后 F F —流体临界压力比系数，C V FP P F /28.096.0-=P V —阀入口温度下，介质的饱和蒸汽压（绝对压力KPa ） P C —物质热力学临界压力（绝对压力KPa ）注：如果需要，本公司可提供部分介质的P V 值和P C 值 1.2.2 高粘度液体Kv 值计算当液体粘度过高时，按一般液体公式计算出的Kv 值误差过大，必须进行修正，修正后的流量系数为R VF K V K ='式中：K ′V—修正后的流量系数 K V —不考虑粘度修正时计算的流量系数 F R —粘度修正系数 （FR 值从F R ~Rev 关系曲线图中确定）计算雷诺数Rev 公式如下：对于只有一个流路的调节阀，如单座阀、套筒阀、球阀等：VL L K F Q v 70700Re =对于有二个平行流路的调节阀，如双座阀，蝶阀，偏心旋转阀等：VL L K F VQ v 49490Re =式中：P 1—阀入口绝对压力KPa P 2—阀出口绝对压力KPaQg —气体流量 Nm 3/h G —气体比重（空气=1）t —气体温度℃ Z —高压气体（PN ＞10MPa ）的压缩系数 注：当介质工作压力≤10MPa 时，Z=1；当介质工作压力＞10MPa 时，Z ＞1，具体值查有关资料。
调节阀闪蒸、空化及阻塞流的分析与处理
调节阀闪蒸、空化及阻塞流的分析与处理黄俊华;马辉【摘要】This paper discusses in detail the causes of control valve flash, cavitation and blocking flow and its effects on the production and harm, respectively expounds how to judge by calculation analysis of control valve is the emergence of these three phenomena, and the occurrence of which one or several, and combining the example to carry on the analysis and judgment proposed solutions. Provide a reference for engineering design personnel in valve selection.%本文详细论述调节阀闪蒸、空化及阻塞流的成因及其对生产所带来的影响和危害，分别阐述如何通过计算判断分析调节阀是否出现了这3种现象，以及发生的是其中的哪一种或几种，并结合实例对其进行判断分析并提出解决方案。
给工程设计人员的阀门选型提供参考。
【期刊名称】《仪器仪表用户》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】3页(P71-73)【关键词】调节阀;闪蒸;空化;阻塞流;选型【作者】黄俊华;马辉【作者单位】北京华福工程有限公司，北京 100016;北京华福工程有限公司，北京 100016【正文语种】中文【中图分类】TP2141 什么是调节阀的闪蒸、空化及阻塞流1.1 不可压缩流体的闪蒸、空化及阻塞流现象当不可压缩流体（通常指液体），通过调节阀时，根据伯努利方程可知，流道变化，截面积越小流速越大，静压越低。
阀门系数Cv值的确定和意义
阀门系数Cv 值的确定和意义1. 概述：通常测定阀门的方法是阀门系数（Cv ）,时，使用阀门系数确定阀门尺寸，该阀门可在工艺流体稳定的控制下，能够通过所需要的流量。
阀门制造商通常公布各种类型阀门的Cv 值，它是近似值，并能按照管线结构或阀座制造而变动上调10％。
如一个阀门不能正确计算Cv ，通常将削弱在两个方面之一的阀门性能：如果Cv 对所需要的工艺而言太小，则阀门本身或阀内的阀芯尺寸不够，会使工艺系统流量不够。
此外，因为阀门的节流会导致上游压力增加，并在阀门导致上游泵或其他上游设备损坏之前产生高的背压。
尺寸不够的Cv 也会产生阀内的较高阻力降，它将导致空穴现象或闪蒸。
如果Cv 计算值比系统需要的过高，通常选用一个大的超过尺寸的阀门。
显然，一个大尺寸阀门的造价、尺寸及重量是主要的缺点。
除此之外，如果阀门是节流操作，控制问题明显会发生。
通常闭合元件，如旋塞或阀盘，正位于阀座之外，它有可能产生高压力降和较快流速而产生气穴现象及闪蒸，或阀芯零件的磨损。
此外，如果闭合元件在阀座上闭合而操作器又不能够控制在该位置，它将被吸入到阀座。
这种现象被称为溶缸闭锁效应。
2. Cv 的定义 一个美国加仑（3.8L ）的水在60°F （16℃）时流过阀门，在一分钟内产生1.0psi （0.07bar ）的压力降。
3. Cv 值的计算方法 3.1 液体3.11 基本液体确定尺寸公式1) 当∆P ＜∆Pc=F L 2(P1-Pv)：一般流动Cv=QPSg∆ 2) ∆P ≥∆Pc ：阻塞流动 当Pv ＜0.5P1时∆Pc=F L 2(P1-Pv) 当Pv ≥0.5P1时 ∆Pc= F L 2［P-(0.96-0.28PcP 1)Pv ］ Cv=QPcSg∆ 式中 Cv----阀门流动系数； Q------流量，gal/min ；Sg-----流体比重（流动温度时）；∆P----压力降，psia∆Pc---阻塞压力降 psia F L -------压力恢复系数 见表1P1-------上游压力psiaPv--------液体的蒸气压（入口温度处）psiaPc--------液体临界压力psia 见表2 表1：典型F L系数表2 常用工艺流体的临界压力Pc3.12 参数来源1）实际压力降：定义为上游（入口）与下游（出口）之间的压力差。
1、压力恢复系数
压力恢复和压力恢复系数在建立流量系数的计算公式时，都是把流体假想成理想流体，根据理想的简单条件来推导公式，没有考虑到阀门结构对流动的影响，也就是说，只把调节阀模拟为简单的结构形式，只考虑到阀门前、后的压差，认为压差直接从p1降为p2。
而实际上，当流体流过调节阀时，其压力变化情况如图3-1和图3-2所示。
根据流体的能量守恒定律可知，在阀芯、阀座处由于节流作用而附近的下游处产生一个缩流（图3-1），其流体速度最大，但静压最小。
在远离缩流处，随着阀内流通面积的增大，流体的速度减小，由图2于相互摩擦，部分能量转变成内能，大部门静压被恢复，形成了阀门压差△p。
也就是说，流体在节流处的压力急剧下降，并在节流通道中逐渐恢复，但已经不能恢复到p1值。
当介质为气体时，由于它具有可压缩性，当阀门的压差达到某一临界值时，通过调节阀的流量将达到极限。
这时，即使进一步增加压差，流量也不会再增加。
当介质为液体时，一旦压差增大到足以引起液体气化，即产生闪蒸和空化作用时，也会出现这种极限的流量，这种极限流量成为阻塞流。
由图3-1可知，阻塞流产生于缩流处及其下游。
产生阻塞流时的压差为△p T 。
为了说明这一特性，可以用压力恢复系数F L 来描述： p p p p F vcL --=121 即)(12p p F p vc L T -=∆上式中△p T = p 1-p 2，表示此时产生阻塞流，p 1和p 2是阀前、阀后的压力，p vc 表示产生阻塞流时缩流断面的压力。
F L 值是阀体内部几何形状的函数，它表示调节阀内流体流经缩流处之后动能变为静压的恢复能力。
一般，F L =0.5~0.98。
当F L =1时，p 1-p 2= p 1-p vc ,可以想象为p 1直接下降为p 2,与原来的推导假设一样。
F L 越小，△p 比p 1-p vc 小得越多，即压力恢复越大。
各种阀门因结构不同，其压力恢复能力和压力恢复系数也不相同。
有的阀门流路好，流动阻力小，具有高压力恢复能力，这类阀门成为高压力恢复阀。
阀门系数Cv值确定
阀门系数Cv 值的确定概述：通常测定阀门的方法是阀门系数（Cv ）,时，使用阀门系数确定阀门尺寸，该阀门可在工艺流体稳定的控制下，能够通过所需要的流量。
阀门制造商通常公布各种类型阀门的Cv 值，它是近似值，并能按照管线结构或阀座制造而变动上调10％。
如一个阀门不能正确计算Cv ，通常将削弱在两个方面之一的阀门性能：如果Cv 对所需要的工艺而言太小，则阀门本身或阀内的阀芯尺寸不够，会使工艺系统流量不够。
此外，因为阀门的节流会导致上游压力增加，并在阀门导致上游泵或其他上游设备损坏之前产生高的背压。
尺寸不够的Cv 也会产生阀内的较高阻力降，它将导致空穴现象或闪蒸。
如果Cv 计算值比系统需要的过高，通常选用一个大的超过尺寸的阀门。
显然，一个大尺寸阀门的造价、尺寸及重量是主要的缺点。
除此之外，如果阀门是节流操作，控制问题明显会发生。
通常闭合元件，如旋塞或阀盘，正位于阀座之外，它有可能产生高压力降和较快流速而产生气穴现象及闪蒸，或阀芯零件的磨损。
此外，如果闭合元件在阀座上闭合而操作器又不能够控制在该位置，它将被吸入到阀座。
这种现象被称为溶缸闭锁效应。
1. Cv 的定义 一个美国加仑（3.8L ）的水在60°F （16℃）时流过阀门，在一分钟内产生1.0psi （0.07bar ）的压力降。
2. Cv 值的计算方法3.1 液体3.11 基本液体确定尺寸公式1) 当∆P ＜∆Pc=F L 2(P1-Pv)：一般流动Cv=QPSg∆ 2) ∆P ≥∆Pc ：阻塞流动 当Pv ＜0.5P1时∆Pc=F L 2(P1-Pv) 当Pv ≥0.5P1时 ∆Pc= F L 2［P-(0.96-0.28PcP 1)Pv ］ Cv=QPcSg∆ 式中 Cv----阀门流动系数； Q------流量，gal/min ；Sg-----流体比重（流动温度时）；∆P----压力降，psia∆Pc---阻塞压力降 psia F L -------压力恢复系数 见表1P1-------上游压力psiaPv--------液体的蒸气压（入口温度处）psiaPc--------液体临界压力psia 见表2 表1：典型F L系数表2 常用工艺流体的临界压力Pc3.12 参数来源1）实际压力降：定义为上游（入口）与下游（出口）之间的压力差。
调节阀应用术语
调节阀应用术语1、调节阀定义:调节阀是一个局部阻力元件。
通过阀芯的位移来改变调节阀的节流面积，因此是一个可变的节流元件。
调节阀可定义为：工业过程控制系统中由动力操作装置形成终端元件，它包括一个阀，内部有一个可变流体流率的组件，阀又与一个或多个执行机构相连，用来响应控制元件传送来的信号。
简单点说，就是过程控制中用动力操作去改变流体流量的装置，由执行机构和阀组成，执行机构按照控制信号改变阀内截流件的位置。
2、执行机构：将控制信号转换成相应的动作以控制阀内截流件的位置或其它调节机构的装置。
调节机构：由执行机构驱动，直接改变操作变量的机构。
4、气动执行机构：以压缩气体作为动力源的执行机构。
5、电动执行机构：以电源作为动力源的执行机构。
6、液动执行机构：以有压液体作为动力源的执行机构。
7、直行程阀：具有直线往复移动式截流件的阀；角形程阀：具有旋转运动式截流件的阀。
8、阀体：流体流路和管道连接端、并控制介质流通的阀的主要承压元件。
9、行程：在阀中，指截流件离开关闭位置的位移量。
在执行机构中，指输出轴（杆）离开起始位置的位移量。
10、额定行程：在阀中，指截流件从关闭位置到全开位置的位移量。
对执行机构而言，指输出轴或杆在对应于上下限输入信号的起始和终点位置之间的位移量。
11、正、反作用：它是气动薄膜执行机构的作用方式而言。
当操作压力增大，执行机构的输出轴向外伸出的位移量增加，当操作压力减小时，输出轴向外伸出方向的位移减小（向执行机构内缩进）的称正作用执行机构。
当操作压力增大，执行机构的输出轴向外伸出的位移量减小（向执行机构内缩进），当操作压力减小时，输出轴向外伸出方向的位移增加的称反作用执行机构。
12、气开、气关是对气动调节阀整机而言。
当信号压力增加，阀内截流件向阀关闭方向位移的气动调节阀称为气关式。
当信号压力增加，阀内截流件向阀开启方向位移的气动调节阀称为气开式。
13、流开、流闭是对介质的流动方向而言。
;调节阀|控制阀|阀门网|技术资料在节流口，介质的流动方向与阀关闭时截流件的位移方向一致的流体流向称为流闭式；在节流口，介质的流动方向与阀开启时截流件的位移方向一致的流体流向称为流开式固有流量特性：高节阀在前后压差一定的情况下得到流量特性称为固有流量特性（也称理想流量特性）。
工程设计中调节阀压力恢复系数FL的应用分析
工程设计中调节阀压力恢复系数FL的应用分析1、引言在工程设计中，经常需要对调节阀进行选型与计算，以达到稳定控制的目的。
但调节阀选型与计算时对F L的考虑较困难。
本文除对F L的一般规律作分析，同时通过实例，对可能出现阻塞流工况，如何深入考虑F L作出分析。
2、阻塞流的产生在流量系数Cv的计算公式中，阀前压力P1，阀后压力P2的取压位置及流体通过调节阀的压力降变化情况如图1所示。
图1 阀内的压力恢复特性阀上压降为ΔP=P1-P2。
按能量守恒定律，在流体缩脉处的流速最大而压力最低，即压力降最大，称为ΔP vc。
缩流处后流体流速又减小，直至P2处大部分静压得到恢复，此时压力降为ΔP。
当介质是液体，在压差足够大时，部份液体在该操作温度下汽化，即发生了闪蒸。
液体中夹带了蒸汽，产生了二相流，液体不再是不可压缩的，这时即使再增加压差，流量也不再增加，这种极限流量现象称为液体阻塞流。
3、F L的具体分析3.1 F L的定义F L=S qt（ΔP/ΔP vc）=S qt（P1-P2）/（P1-P vc）（1）3.2 F L的意义F L是一个实验数据，表明了调节阀在液体通过后动能转变为静压能的恢复能力（见图1），也表明了液体产生阻塞流的临界条件，故F L又称为临界流量系数。
提出F L的目的，在于判断液体通过调节阀时是否产生隆塞流，并用于计算调节阀的最大允许压差。
3.3 阻塞流的判断理论上用与的大小关系来判断是否产生阻塞流，但在工程计算时用压差大小来判断。
图2表明了通过阀门的流量与压差的关系。
图2 流量与压差的关系最大允许压差定义为ΔPc：ΔPc = F L2＊ΔPvc=F L2＊（P1-F F P v）（2）P v：操作温度下的液体饱和蒸汽压F F：液体临界压力比系数3.4 决定阻塞流的因素从公式2来看，一旦操作工况决定，最大允许压差ΔPc与F L有关系。
阻塞流的产生与通过调节阀流量的大小，调节阀口径没有关系。
4、F L值的一般规律4.1F L值的大小与调节阀的结构形式、流向、开度有关。
出口压力 修正系数f-概述说明以及解释
出口压力修正系数f-概述说明以及解释1.引言1.1 概述出口压力修正系数f是在工程设计和实际工程应用中经常遇到的一个重要参数。
它是用来校正出口压力计算值的修正系数，以考虑一些可能影响出口压力准确度的因素。
在很多行业中，如石油、化工、食品、医药等领域，出口压力的准确测量对生产和工艺控制至关重要。
修正系数f的值取决于多种因素，包括流体性质、管道设计、流体流速等。
在实际工程中，使用修正系数f可以提高出口压力的准确度，避免因未考虑不同因素而导致的计算偏差。
本文将就出口压力的重要性、修正系数f的定义和作用，以及影响修正系数f的因素进行探讨，旨在帮助读者更好地理解并应用出口压力修正系数f。
1.2文章结构文章结构部分的内容如下：文章结构部分旨在介绍本文的组织架构，以帮助读者更好地理解全文内容。
本文共分为引言、正文和结论三个部分。
在引言部分，我们将对文章的背景和意义进行概述，介绍出口压力修正系数f的重要性和研究目的。
接着，我们会详细介绍出口压力的重要性，修正系数f的定义和作用，以及影响修正系数f的因素。
在正文部分，我们将深入讨论出口压力和修正系数f的相关知识，包括它们在实际工程中的应用、对系统性能的影响以及如何根据不同因素调整修正系数f的值。
在结论部分，我们将总结出口压力修正系数f的重要性，探讨未来研究的方向和展望，并得出本文所提出的观点和结论。
通过以上文章结构的安排，我们希望读者能够系统地了解出口压力修正系数f的概念及其在工程实践中的应用，为相关领域的研究和实践提供有益的参考和指导。
1.3 目的本文旨在探讨出口压力修正系数f的重要性，并分析影响修正系数f 的因素。
通过对修正系数f的定义和作用进行深入解析，我们可以更好地了解在实际应用中如何调整出口压力，以确保系统稳定运行和工程设计的准确性。
同时，我们也希望通过本文的研究，为今后进一步探讨和改进修正系数f的研究提供一定的参考和启发。
通过对出口压力修正系数f的研究，我们可以更好地指导工程项目的设计和实施，从而提高工程质量和效率。
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工程设计中调节阀压力恢复系数FL的应用分析
1、引言
在工程设计中，经常需要对调节阀进行选型与计算，以达到稳定控制的目的。
但调节阀选型与计算时对F L的考虑较困难。
本文除对F L的一般规律作分析，同时通过实例，对可能出现阻塞流工况，如何深入考虑F L作出分析。
2、阻塞流的产生
在流量系数Cv的计算公式中，阀前压力P1，阀后压力P2的取压位置及流体通过调节阀的压力降变化情况如图1所示。
图1 阀内的压力恢复特性
阀上压降为ΔP=P1-P2。
按能量守恒定律，在流体缩脉处的流速最大而压力最低，即压力降最大，称为ΔP vc。
缩流处后流体流速又减小，直至P2处大部分静压得到恢复，此时压力降为ΔP。
当介质是液体，在压差足够大时，部份液体在该操作温度下汽化，即发生了闪蒸。
液体
中夹带了蒸汽，产生了二相流，液体不再是不可压缩的，这时即使再增加压差，流量也不再增加，这种极限流量现象称为液体阻塞流。
3、F L的具体分析
3.1 F L的定义
F L=S qt（ΔP/ΔP vc）=S qt（P1-P2）/（P1-P vc）（1）
3.2 F L的意义
F L是一个实验数据，表明了调节阀在液体通过后动能转变为静压能的恢复能力（见图1），也表明了液体产生阻塞流的临界条件，故F L又称为临界流量系数。
提出F L的目的，在于判断液体通过调节阀时是否产生隆塞流，并用于计算调节阀的最大允许压差。
3.3 阻塞流的判断
理论上用与的大小关系来判断是否产生阻塞流，但在工程计算时用压差大小来判断。
图2表明了通过阀门的流量与压差的关系。
图2 流量与压差的关系
最大允许压差定义为ΔPc：
ΔPc = F L2＊ΔPvc=F L2＊（P1-F F P v）（2）
P v：操作温度下的液体饱和蒸汽压
F F：液体临界压力比系数
3.4 决定阻塞流的因素
从公式2来看，一旦操作工况决定，最大允许压差ΔPc与F L有关系。
阻塞流的产生与通过调节阀流量的大小，调节阀口径没有关系。
4、F L值的一般规律
4.1F L值的大小与调节阀的结构形式、流向、开度有关。
一般情况下，制造厂提供的F L 值是指调节阀全开下的数值。
4.2几何结构完全相同的调节阀F L值相同，并与口径无关。
同一类型的调节阀由于各制造厂的结构略有不同，故F L也有差别。
4.3国际知名的制造厂提供了各系列调节阀的F L值，国内也有推荐值。
详见表1，表2。
表1 Masoneilan 偏心旋转阀
表2 国产调节阀F L的推荐值
4.4 值与调节阀形式、开度的一般关系（参见图3）
一般情况下，直行程调节阀的值比旋转型调节阀的大，值随调节阀开度的增加而减小。
图3 F L值与阀门开度的关系
（1）DSP球体阀：V口形球阀
（2）SP球体阀：流开
（3）偏心旋转阀：流开
（4）阀体分离阀：流开
（5）偏心旋转阀：流关
（6）蝶阀（小力矩）
（7）控制球阀
（8）阀体分离阀：流关
（9）DP球体阀：柱塞形阀芯
（10）SP球体阀：流关
（11）71000系列角阀：流关
5、工程设计对F L值的考虑
5.1工程设计中碰到阻塞流的情况并不多，有时还是工艺要求阻塞流，如液体变气相作冷剂。
但大多数工况要求避免阻塞流。
5.2要避免阻塞流，可选用F L值较大的调节阀，这样ΔPc也相应大。
选大口径并不能避免阻塞流。
5.3对大口径旋转阀，要考虑管路大小头对F L值的修正。
5.4当制造厂未提供调节阀的F L值时，表4的F L值可作估算参考。
5.5要考虑F L值与阀门开度、P1与管路流量特性之间的关系。
由于调节阀Cv值计算只考虑操作工况的某一点，并不能保证所有工况都避免了阻塞流，所以在计算ΔPc时，要从动态的角度来分析。
对F L，可选用整个开度内的最小值，一般是全开时的F L值。
P1一般随开度增大而减小（或不变），故用最大流量下的P1来计算ΔPc比较保险。
如果在调节阀计算时发现F L和P1不符合以上规律，要对选定调节阀各开度的ΔPc进行
验算。
6、工程实例（见后）
设计要求：流体介质为高温油，有粘性。
阀体结构要求简单，能在线维修。
选择Cv值相对大的阀体形式，这样比较经济。
根据具体参数作计算，结果见计算书。
6.1工程实例，通过对各制造厂计算书的比较，我们最终选定了NELES-CONTROL的V型控制球阀，顶部安装阀芯的形式。
从计算结果看，该调节阀基本上避免了阻塞流，结构形式满足了工艺设计要求。
6.2从计算结果看，由于在最小流量时的压差较大，这时还是产生了阻塞流。
考虑到该调节阀对装置极其重要，阀体、阀芯、阀座均作硬化处理。
7、结束语
实际工程中对阻塞流的处理还有许多方法，如套筒阀、多级降压、阀后安装孔板等，但目的都是一个：通过提高P2，来增加P vc，从而避免阻塞流。
选用F L值较大调节阀是最直接的方法。
但是调节阀的最终选定由诸多因素决定，关键是使用工况。
上述实例也可选用直通单座阀，但由于结构复杂、价格过高而放弃。