Что такое коэффициент расхода Cv?
Коэффициент расхода (Cv) — это стандартная характеристика пропускной способности клапана по жидкости. По определению, Cv, равный 1, означает, что через клапан проходит 1 американский галлон воды в минуту (GPM) при относительной плотности 1 и перепаде давления 1 psi. Инженеры используют Cv для подбора и сравнения регулирующих клапанов, шаровых кранов и других элементов трубопроводной арматуры. Обратите внимание: Cv — это «имперский» (американский) параметр; в Европе и России чаще применяют метрический аналог Kv (см. ниже).
Как пользоваться калькулятором
Введите три значения: коэффициент расхода клапана (Cv) из паспорта изделия, перепад давления (ΔP) на клапане в psi и относительную плотность жидкости (SG, для воды = 1,0). Калькулятор выдаст объёмный расход в американских галлонах в минуту (GPM).
Разбор формулы
Для жидкости (турбулентный, незахлёбнутый поток) зависимость выглядит так:
$$Q = \text{Cv} \times \sqrt{\dfrac{\text{ΔP (psi)}}{\text{SG}}}$$
где Q — расход в GPM, ΔP — перепад давления в psi, а SG — относительная плотность по отношению к воде. Чем выше перепад давления или ниже плотность жидкости, тем больше расход. Уравнение можно перестроить, чтобы найти требуемый Cv: \(\text{Cv} = Q / \sqrt{\dfrac{\text{ΔP}}{\text{SG}}}\).
Пример расчёта
У клапана Cv = 10, перепад давления 25 psi, рабочая среда — вода (SG = 1,0). Тогда $$Q = 10 \times \sqrt{\dfrac{25}{1}} = 10 \times 5 = 50 \text{ GPM}.$$ Если через тот же клапан пропускать жидкость с SG = 0,8, расход вырастет до $$10 \times \sqrt{\dfrac{25}{0{,}8}} = 10 \times 5{,}59 = 55{,}9 \text{ GPM}.$$
Частые вопросы
Подходит ли это для газов? Нет — для газов нужна формула Cv для сжимаемого потока, учитывающая отношение давлений и температуру. Эта формула рассчитана только на жидкости.
В каких единицах ведётся расчёт? В имперских: Cv в американских GPM, ΔP в psi. Метрический эквивалент — Kv (м³/ч, бар); соотношение примерно \(\text{Cv} \approx 1{,}156 \times \text{Kv}\).
Что такое относительная плотность? Это плотность жидкости по отношению к плотности воды при той же температуре. Для воды SG = 1,0, для более лёгких жидкостей — меньше 1, для более тяжёлых — больше 1.
