밸브 Kv 유량계수 계산기

계산 입력

유량 Q (㎥/h)

비중 (물 = 1)

차압 ΔP (bar)

결과

유량계수 Kv

10

차압 1bar 기준 ㎥/h

환산 Cv (US)	11.561

밸브 Kv 유량계수란?

유량계수 Kv는 조절밸브의 통과 용량을 나타내는 미터법 지표입니다. 밸브가 완전히 열린 상태에서 차압이 1bar일 때, 5~40℃의 물이 시간당 몇 m³(㎥/h) 흐르는지를 기준으로 정의됩니다. Kv 값이 클수록 같은 압력 손실에서 더 많은 유체를 흘려보낸다는 뜻입니다. Kv는 유럽을 비롯해 전 세계 대부분에서 표준 밸브 사이징 지표로 쓰이며, 영미식(임페리얼) 단위계의 대응값은 Cv입니다. 참고로 국내 엔지니어링 현장에서도 Kv와 Cv가 함께 통용되는 경우가 많습니다.

Kv는 밸브를 통과하는 유량과 밸브 양단의 압력 강하를 연결합니다.

계산기 사용 방법

필요한 체적 유량 Q를 시간당 세제곱미터(㎥/h) 단위로 입력하고, 물 대비 유체의 비중 SG(물 = 1), 그리고 밸브에 걸리는 사용 가능한 차압 ΔP를 bar 단위로 입력하세요. 계산기는 필요한 Kv 값과 환산 Cv 값을 함께 보여줍니다. 정격 Kv가 이 값을 충분히 웃도는 시판 밸브를 선택하면 됩니다.

공식 설명

비압축성 유체(액체) 흐름을 지배하는 식은 다음과 같습니다.

$$K_v = \text{Q} \cdot \sqrt{\dfrac{\text{SG}}{\Delta P}}$$

여기서 Q는 ㎥/h 단위 유량, SG는 무차원 상대밀도(비중), ΔP는 bar 단위 차압입니다. ΔP가 1bar이고 유체가 물(SG = 1)일 때 Kv는 수치상 유량과 같아지며, 이는 앞서 설명한 정의와 정확히 일치합니다.

Kv는 유량이 클수록 커지고 압력 강하가 클수록 작아집니다.

계산 예시

물(SG = 1)을 Q = 20 ㎥/h로 흘려보내야 하고 차압이 ΔP = 4bar라고 가정해 봅시다. 이때 $$K_v = 20 \times \sqrt{\dfrac{1}{4}} = 20 \times 0.5 = \mathbf{10\ \text{㎥/h}}$$가 됩니다. 환산 \(C_v = 10 / 0.865 \approx 11.56\)입니다. 여유를 두기 위해 예를 들어 Kv 16 정격 밸브를 선택하면 좋습니다.

자주 묻는 질문

Kv와 Cv는 무엇이 다른가요? Kv는 미터법(㎥/h, bar) 기준이고, Cv는 영미식(US gpm, psi) 기준입니다. 두 값의 관계는 \(C_v \approx K_v / 0.865\), 또는 \(K_v \approx 0.865 \times C_v\)입니다.

기체나 증기에도 사용할 수 있나요? 아니요. 이 공식은 비압축성 액체 흐름에만 적용됩니다. 압축성 기체와 증기의 사이징은 밀도 변화와 초킹(choked) 유동을 고려한 별도의 식이 필요합니다.

밸브를 여유 있게 크게 골라야 하나요? 정격 Kv가 계산값보다 큰 밸브를 선택하되, 지나치게 크게 잡는 것은 피하세요. 과대 사이징은 밸브가 거의 닫힌 영역에서 제어 성능을 떨어뜨립니다.