調節閥節流原理與流量系數
日期：2021/04/08
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102調節閥是怎樣實現流量調節的？
調節閥同孔板一樣，是一個局部阻力元件。調節閥是按照信號壓力的大小，通過改變閥芯行程來改變閥的阻力系數，從而達到調節流量的目的。因此，它是一個可變的節流元件。但是，我們仍把調節閥模擬成孔板節流形式（圖3-1）
103流體力學中，流體的壓頭有哪三種？
在流體力學中，流體的壓力常常用高度來表示，人們把它稱做壓頭。流體的壓頭有三種：
①流體因所在位置距標準面的高度而具有壓頭叫做幾何壓頭，用流體距標準面的高度h表示；
②流體因有壓力而具有的壓頭叫做靜壓頭，它的大小等于流體柱的壓力，用公式表示就是
104伯努利方程是如何描述流體在管道中流動的？
流體在管道中流動時，總壓力的各部分是會發生變化的。當管道直徑變化時，靜壓頭和速度壓頭也隨著變化；而當管道傾斜時，流體在管道各個點上的幾何壓頭也在改變著。那么，流體的總壓頭有沒有改變呢？
假使流體流過管道時是理想流體，這就是說，流體流過管道時沒有能量損失，根據能量守恒定律，流體流過管道的一個斷面，其能量都應該是相等的。
如圖3-2所示，有一條由高到低的管道，流體由高處沿傾斜管道流動。如果在管道上取兩個橫斷面A-A和B-B來研究流體的流動，就可發現以下情況。
當流體流到A-A斷面時，由于A-A斷面的位置比B-B斷面的位置高，因而幾何壓頭比流B-B斷面時大。當流體流到B-B斷面時，由于B-B斷面的位置比A-A斷面低，幾何壓頭小了，但由于流速增大的關系，速度壓頭卻增高了。從圖3-2中可以看到，在理想流體的情況下，流體的總壓頭始終是相等的，用公式表示就是
式（3-2）就是伯努利方程式，用文字表示就是：當理想流體作穩定流動時，管道上任一斷面的總壓頭不變。伯努利方程式對于研究調節閥工作原理具有重要的意義。
105調節閥的流量方程式是什么樣的？
現在研究調節閥的流量方程式，如圖3-3所示。在直徑為d1的管道AB中，接入一個調節閥，假使閥的孔徑為d2，另外又在斷面C和D處連接兩個油壓管a和b。
當流體流動時，測壓管a中液柱的高度為
當流體流動時，測壓管a中液柱的高度為
由于管道是水平的，所以管道中各處的幾何壓頭相等，這樣在斷面C和D處，根據伯努利方程式就可得到下面公式
這就是調節閥的流量方程式。從這個公式中可以看出，當調節閥口徑一定，即調節閥接管截面積A一定，并且調節閥兩端壓差（p1-p2）不變時，則流量Q隨阻力系數?而變化。?減小，Q增大；反之，?增大，Q減小。又可從式(3-10)中知道，阻力系數?與閥的孔徑d2有關，即與閥的開度有關。
由此可知，調節閥就是按照信號壓力通過改變閥芯行程來改變閥的阻力系數，以達到調節流量的目的。
由此可知，調節閥就是按照信號壓力通過改變閥芯行程來改變閥的阻力系數，以達到調節流量的目的。
106流量系數Kv是怎么來的？
對式（3-11）各項參數若采用單位：A,cm2；P1、P2，100kgf/cm2【1kgf/cm2≈100kPa】；p，g/cm3；g，加速度，g=981cm/s2。則有
這就是流量系數Kv的來歷。
107有關流量系數Kv的幾個推論是什么？
故流量系數Kv以前國內習慣稱之為流通能力，現在稱之為流量系數。
108流量系數Kv的定義是什么？
采用單位制時，流量系數用Kv表示。Kv的定義是：溫度為278~313K（5~40℃）的水在105Pa壓強下，1h內流過調節閥的立方米數。以m3/h表示。
例如，有一臺Kv=50的調節閥，這表示當閥兩端壓差為100kPa時，每小時通過的水量是50m3。
109采用英制單位的流量系數如何表示？其定義怎樣？它與Kv怎樣換算？
采用英制單位的國家用Cv表示流量系數。Cv的定義為：當調節閥全開、閥兩端壓差為1psi(1磅/英寸2)、介質為60℉【
】清水時，每分種流經調節閥的美加侖數，以USgal/min【1 USgal/3.78541dm3】表示。Kv和Cv的換算如下：Cv=1.167Kv
110流量系數Kv定義中應注意的兩個問題是什么？
從定義中可以明確在應用中需要注意的兩個問題。
① 流量系數Kv不表示閥的流量，唯有當介質為常溫水、壓差為100kPa時，Kv才為流量Q；同樣的Kv值下，液體的密度p、壓差△P不同，通過閥的流量不同。
②Kv是流量系數，故沒有單位。
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