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數學公式

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結果

流量係數 Kv
10
在壓降 1 bar 時的 m³/h
對應 Cv(美制) 11.561

什麼是閥門流量係數 Kv?

流量係數 Kv 是衡量控制閥流通能力的公制指標,定義為:在閥門完全開啟、且閥門前後壓降為 1 bar 的條件下,溫度介於 5~40 °C 的水每小時可通過的體積(單位為 m³/h)。Kv 數值越大,代表在相同的壓力損失下,閥門能讓更多流體通過。Kv 是歐洲及全球多數地區通用的標準選型參數;在英制系統中,對應的數值則稱為 Cv。

閥門剖視圖,顯示流體流過以及進口和出口的壓力點
Kv 將通過閥門的流量與閥門上的壓降聯繫起來。

如何使用本計算器

請依序輸入所需的體積流量 Q(單位 m³/h)、流體相對於水的比重 SG(水=1),以及閥門可用的壓降 ΔP(單位 bar)。計算器會立即算出所需的 Kv 值,並換算出對應的 Cv。選型時,請挑選額定 Kv 略高於此計算值的市售閥門,以保留適當餘裕。

公式說明

適用於不可壓縮流體(液體)的計算公式為:

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

其中 Q 為流量(m³/h)、SG 為相對密度(無因次),ΔP 為閥門前後壓差(bar)。當 ΔP 等於 1 bar、且流體為水(SG = 1)時,Kv 在數值上恰好等於流量,正好符合前述的定義。

Kv 公式示意圖,關聯流量、相對密度與壓降
Kv 隨流量增大而增大,隨壓降增大而減小。

計算範例

假設水(SG = 1)需以 Q = 20 m³/h 的流量通過,閥門壓降為 ΔP = 4 bar。則 $$K_v = 20 \times \sqrt{\dfrac{1}{4}} = 20 \times 0.5 = \mathbf{10 \ \text{m}^3/\text{h}}$$。對應的 \(C_v = 10 / 0.865 \approx 11.56\)。在實際選型時,你可以選擇額定 Kv 為 16 的閥門,以保留充足的餘裕。

常見問題 FAQ

Kv 與 Cv 有什麼差別?Kv 採用公制單位(m³/h、bar),Cv 則採用英制單位(美制 gpm、psi)。兩者的換算關係為 \(C_v \approx K_v / 0.865\),或 \(K_v \approx 0.865 \times C_v\)。

這個公式適用於氣體或蒸汽嗎?不適用。本公式僅適用於不可壓縮的液體流動。氣體與蒸汽屬於可壓縮流體,其選型需使用另一套考量密度變化與阻塞流(choked flow)的計算公式。

閥門需要選大一點嗎?應選擇額定 Kv 大於計算值的閥門,但切勿過度放大尺寸;若閥門過大,在接近關閉位置時會導致控制性能不佳。

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