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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）,它也被称为流动系数。当为特殊工况选

择阀门时，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=FL2(P1-Pv)：一般流动

Cv=Q

2)PPc：阻塞流动

当Pv＜0.5P1时

Pc=FL2(P1-Pv)

当Pv0.5P1时

Pc=FL2〔P-(0.96-0.28)Pv〕

Cv=Q

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

FL压力恢复系数见表1

P1上游压力psia

Pv液体的蒸气压（入口温度处）psia

Pc液体临界压力psia见表2

表1：典型FL系数

调节阀形式流向FL值

单

座

调

节

阀柱塞形阀芯流开0.90

流闭0.80

“V”形阀芯任意流向0.90

套筒形阀芯流开0.90

流闭0.80

双座调节阀柱塞形阀芯任意流向0.85

“V”形阀芯任意流向0.90

角型调节阀

柱塞形阀芯

流开0.80

流闭0.90

套筒形阀芯流开0.85

流闭0.80

文丘里形流闭0.50

球阀“O”型任意流向0.55

“V”型任意流向0.57

蝶阀60°全开任意流向0.68

90°全开任意流向0.55

偏心旋转阀流开0.85

表2常用工艺流体的临界压力Pc

液体临界压力（psia/bar）液体临界压力（psia/bar）

氨气1636.1/112.8异丁烷529.2/36.5

氩707.0/48.8异丁烯529.2/36.5

苯710.0/49.0煤油350.0/24.1

丁烷551.2/38.0甲烷667.3/46.0

CO21070.2/73.8氮492.4/33.9

CO507.1/35.0一氧化二氮1051.1/72.5

氯1117.2/77.0氧732.0/50.5

道式热载体A547.0/37.7光气823.2/56.8

乙烷708.5/48.8丙烷615.9/42.5

乙烯730.5/50.3丙烯670.3/46.2

燃料油330.0/22.8冷冻剂11639.4/44.1

汽油410.0/28.3冷冻剂12598.2/41.2

氦32.9/2.3冷冻剂22749.7/51.7

氢188.1/13.0海水3200.0/220.7

HCI1205.4/8