Šta je koeficijent protoka
Koeficijent protoka, poznat kao Cv (američki/EU standard), Kv (međunarodni standard) ili C-vrijednost, ključni je tehnički parametar koji definira kapacitet protoka industrijskih ventila poput regulacijskih ventila i regulatora.
Definisanje CV vrijednosti
Cv ventila predstavlja koeficijent protoka koji pokazuje sposobnost ventila da propušta fluid pod određenim uslovima. Kvantificira zapreminsku brzinu protoka tečnosti ili gasa kroz ventil pri datom padu pritiska. Veće vrijednosti Cv ukazuju na veći kapacitet protoka.
Šta je CV (vrijednost kapaciteta)
Cv (vrijednost kapaciteta) ventila mjeri kapacitet protoka i izračunava se pod standardiziranim uvjetima ispitivanja:
• Ventil potpuno otvoren
• Pad pritiska (ΔP) od 1 psi na ventilu
• Tekućina: Voda na 15,5 °C
• Brzina protoka: američki galoni u minuti (GPM)
Otvaranje ventila u odnosu na Cv vrijednost
Cv/Kv i otvor ventila (%) su različiti koncepti:
• Kv definicija (kineski standard):Protok u m³/h kada je ΔP = 100 kPa, gustina fluida = 1 g/cm³ (voda na sobnoj temperaturi).
*Primjer:Kv=50 znači protok od 50 m³/h pri 100 kPa ΔP.*
• Procenat otvaranja:Položaj čepa/diska ventila (0% = zatvoreno, 100% = potpuno otvoreno).
Izračunavanje životopisa i ključnih prijava
Na Cv utiču dizajn ventila, veličina, materijal, režim protoka i svojstva fluida (temperatura, pritisak, viskoznost).
Osnovna formula je:
Cv = Q / (√ΔP × √ρ)
Gdje:
• Pitanje= Volumetrijski protok
•ΔP= Diferencijalni pritisak
•ρ= Gustoća fluida
Konverzija: Cv = 1,167 Kv
Uloga u odabiru i dizajnu ventila
Cv direktno utiče na efikasnost sistema za kontrolu fluida:
•Određuje optimalnu veličinu i tip ventila za ciljane protoke
•Osigurava stabilnost sistema (npr. sprečava cikluse pumpanja u vodovodu zgrade)
•Ključno za optimizaciju energije
Varijacije CV-a među tipovima ventila
Kapacitet protoka se razlikuje ovisno o dizajnu ventila (podaci preuzeti izASME/API/ISO standardi):
| Tip ventila | Ključne karakteristike | Primjer životopisa (FCI standard) |
|---|---|---|
Zaporni ventil | Srednji Cv (DN100 ≈ 400); loša regulacija; izbjegavati otvaranje <30% (rizik od turbulencije prema ASME B16.34) | DN50: ~120 |
Kuglasti ventil | Visoki Cv (1,8× zasunski ventili); linearna kontrola protoka; preporučuje se API 6D za cjevovode | DN80 V-kugla: ≈375 |
Leptir ventil | Isplativo za velike veličine; preciznost ±5% (trostruki ofset); ograničeno povećanje protoka >70% otvoreno | DN150 Obloga: ~2000 |
Kuglasti ventil | Visok otpor (Cv ≈ 1/3 kuglastih ventila); precizna kontrola (medicinska/laboratorijska upotreba) | DN50: ~40 |
Parametri osnovnog toka i faktori koji utiču
Performanse ventila definirane su trima parametrima (prema Institutu za kontrolu fluida):
1. Vrijednost CV-a:Protok GPM pri 1 psi ΔP (npr. kuglasti ventil DN50 ≈ 210 u odnosu na zasun ≈ 120).
2. Koeficijent otpora protoku (ξ):
•Leptir ventil: ξ = 0,2–0,6
•Kuglasti ventil: ξ = 3–5
Smjernice za odabir i kritična razmatranja
Korekcija viskoznosti:
Primijenite multiplikatore na Cv (npr. sirova nafta: 0,7–0,9 prema ISO 5208).
Pametni ventili:
Optimizacija Cv u realnom vremenu (npr. pozicioner Emerson DVC6200).
Sistemi za ispitivanje koeficijenta protoka
Testiranje zahtijeva kontrolisane uslove zbog osjetljivosti mjerenja:
•Podešavanje (prema slici 1):
Mjerač protoka, termometar, prigušni ventili, ispitni ventil, ΔP mjerač.
1. Mjerač protoka 2. Termometar 3. Uzvodni prigušivač 4 i 7. Otvori za mjerenje pritiska 5. Ispitni ventil 6. Uređaj za mjerenje diferencijalnog pritiska 8. Nizvodni prigušivač
4. Udaljenost između otvora za ispuštanje pritiska i ventila je dvostruko veća od prečnika cijevi
7. Udaljenost između otvora za ispuštanje pritiska i ventila je 6 puta veća od prečnika cijevi.
•Ključne kontrole:
- Uzvodni ventil reguliše ulazni pritisak.
- Nizvodni ventil održava stabilan pritisak (nominalna veličina > ispitni ventil kako bi se osiguralo da dolazi do prigušenog protoka)inispitni ventil).
•Standardi:
JB/T 5296-91 (Kina) u poređenju sa BS EN1267-1999 (EU).
•Kritični faktori:
Lokacija slavine, konfiguracija cijevi, Reynoldsov broj (tečnosti), Machov broj (gasovi).
Ograničenja i rješenja testiranja:
•Trenutni ispitni ventili sistema ≤DN600.
•Veći ventili:Koristite testiranje protoka zraka (nije ovdje detaljno opisano).
Utjecaj Reynoldsovog broja: Eksperimentalni podaci potvrđuju da Reynoldsov broj značajno utječe na rezultate ispitivanja.
Ključne zaključke
•Cv/Kv definiše kapacitet protoka ventila pod standardizovanim uslovima.
•Tip ventila, veličina i svojstva fluida kritično utiču na Cv.
•Testiranje zahtijeva strogo pridržavanje protokola (JB/T 5296-91/BS EN1267) radi tačnosti.
•Korekcije se primjenjuju za viskoznost, temperaturu i pritisak.
(Svi podaci preuzeti su iz ASME/API/ISO standarda i stručnih dokumenata proizvođača ventila.)
Vrijeme objave: 06.01.2025.