Cal é o valor CV dunha válvula: Cálculo, Coeficiente de fluxo

Que é o coeficiente de fluxo

O coeficiente de fluxo, coñecido como Cv (estándar dos EUA/UE), Kv (estándar internacional) ou valor C, é un parámetro técnico crítico que define a capacidade de fluxo das válvulas industriais, como as válvulas de control e os reguladores.

Definición do valor CV

O CV da válvula representa o coeficiente de fluxo que indica a capacidade dunha válvula para deixar pasar fluído en condicións específicas. Cuantifica o caudal volumétrico de líquido ou gas a través dunha válvula a unha caída de presión determinada. Uns valores de CV máis altos indican unha maior capacidade de fluxo.

Que é o CV (valor de capacidade)?

O CV (valor de capacidade) da válvula mide a capacidade de fluxo e calcúlase en condicións de proba estandarizadas:

• Válvula totalmente aberta

• Caída de presión (ΔP) de 1 psi a través da válvula

• Fluído: Auga a 15,5 °C (60 °F)

• Caudal: galóns estadounidenses por minuto (GPM)

Apertura da válvula fronte ao valor Cv

Cv/Kv e a apertura da válvula (%) son conceptos distintos:

• Definición de Kv (estándar chinés):Caudal en m³/h cando ΔP = 100 kPa, densidade do fluído = 1 g/cm³ (auga a temperatura ambiente).

*Exemplo:Kv=50 significa un caudal de 50 m³/h a 100 kPa ΔP.*

• Porcentaxe de apertura:Posición do tapón/disco da válvula (0 % = pechado, 100 % = totalmente aberto).

Cálculo do CV e aplicacións clave

O CV está influenciado polo deseño da válvula, o tamaño, o material, o réxime de fluxo e as propiedades do fluído (temperatura, presión, viscosidade).

A fórmula básica é:

Cv = Q / (√ΔP × √ρ)

Onde:

• Q= Caudal volumétrico

•ΔP= Diferencial de presión

•ρ= Densidade do fluído

Conversión: Cv = 1,167 Kv

Papel na selección e deseño de válvulas

O CV afecta directamente á eficiencia do sistema de control de fluídos:

•Determina o tamaño e o tipo de válvula óptimos para os caudais obxectivos

•Garante a estabilidade do sistema (por exemplo, impide o ciclo de bombas no abastecemento de auga do edificio)

•Fundamental para a optimización enerxética

Variacións de CV entre os tipos de válvulas

A capacidade de fluxo varía segundo o deseño da válvula (datos obtidos deNormas ASME/API/ISO):

Parámetros do fluxo central e factores de influencia

O rendemento da válvula defínese mediante tres parámetros (segundo o Fluid Controls Institute):

1. Valor do CV:Caudal en GPM a 1 psi ΔP (por exemplo, válvula de bola DN50 ≈ 210 fronte a válvula de compuerta ≈ 120).

2. Coeficiente de resistencia ao fluxo (ξ):

•Válvula de bolboreta: ξ = 0,2–0,6

•Válvula de globo: ξ = 3–5

Directrices de selección e consideracións críticas

Corrección da viscosidade:

Aplicar multiplicadores ao CV (por exemplo, petróleo bruto: 0,7–0,9 segundo a ISO 5208).

Válvulas intelixentes:

Optimización de CV en tempo real (por exemplo, posicionador Emerson DVC6200).

Sistemas de proba de coeficientes de fluxo

As probas requiren condicións controladas debido á sensibilidade da medición:

•Configuración (segundo a Fig. 1):

Caudalímetro, termómetro, válvulas de estrangulación, válvula de proba, manómetro ΔP.

1. Caudalímetro 2. Termómetro 3. Válvula de estrangulación augas arriba 4 e 7. Orificios de toma de presión 5. Válvula de proba 6. Dispositivo de medición da presión diferencial 8. Válvula de estrangulación augas abaixo

4. A distancia entre o orificio de toma de presión e a válvula é 2 veces o diámetro do tubo

7. A distancia entre o orificio de toma de presión e a válvula é 6 veces o diámetro do tubo

•Controis clave:

- A válvula augas arriba regula a presión de entrada.

- A válvula augas abaixo mantén unha presión estable (tamaño nominal > válvula de proba para garantir que se produza un fluxo estrangulado)inválvula de proba).

•Estándares:

JB/T 5296-91 (China) fronte a BS EN1267-1999 (UE).

•Factores críticos:

Localización da toma, configuración das tubaxes, número de Reynolds (líquidos), número de Mach (gases).

Limitacións e solucións das probas:

•Válvulas de proba de sistemas actuais ≤DN600.

•Válvulas máis grandes:Usar probas de fluxo de aire (non detalladas aquí).

Impacto do número de Reynolds: Os datos experimentais confirman que o número de Reynolds afecta significativamente aos resultados das probas.

Conclusións clave

•Cv/Kv define a capacidade de fluxo da válvula en condicións estandarizadas.

•O tipo, o tamaño e as propiedades do fluído da válvula inflúen fundamentalmente no CV.

•As probas requiren unha estrita adherencia aos protocolos (JB/T 5296-91/BS EN1267) para garantir a súa precisión.

•Aplícanse correccións para a viscosidade, a temperatura e a presión.

(Todos os datos proceden das normas ASME/API/ISO e dos documentos técnicos dos fabricantes de válvulas.)