什么是 Cv 流量系数?
流量系数(Cv)是衡量阀门通流能力的标准指标。按定义,Cv 为 1 表示在阀门两端压差为 1 psi 时,每分钟可通过 1 美制加仑(GPM)的清水(比重 = 1)。工程师常用 Cv 来选型并对比调节阀、球阀及其他流体部件。需要注意的是,Cv 采用美制单位体系,是国际通用的阀门参数;欧洲及中国国内更常用公制的 Kv 值(详见下方常见问题)。
如何使用本计算器
请输入三个数值:阀门样本(数据表)上标注的流量系数 Cv、阀门两端的压差 ΔP(单位 psi),以及流经液体的比重 SG(清水 = 1.0)。计算器会给出对应的体积流量,单位为美制加仑/分钟(GPM)。
公式详解
对于液体的紊流、非阻塞(non-choked)流动,二者关系为:
$$Q = \text{Cv} \times \sqrt{\dfrac{\text{ΔP (psi)}}{\text{SG}}}$$其中 \(Q\) 为流量(GPM),\(\Delta P\) 为压差(psi),\(\text{SG}\) 为相对于水的比重。压差越大或液体密度越低,流量就越大。你也可以变换公式来反求所需的 Cv:\(\text{Cv} = Q / \sqrt{\Delta P / \text{SG}}\)。
计算实例
假设某阀门 Cv = 10,压差为 25 psi,介质为清水(SG = 1.0)。则 $$Q = 10 \times \sqrt{\dfrac{25}{1}} = 10 \times 5 = 50 \text{ GPM}$$ 如果同一阀门输送比重 SG = 0.8 的液体,流量将上升至 $$10 \times \sqrt{\dfrac{25}{0.8}} = 10 \times 5.59 = 55.9 \text{ GPM}$$
常见问题
这个公式适用于气体吗?不适用。气体属于可压缩流体,需要使用考虑压力比和温度的可压缩流 Cv 公式。本公式仅适用于液体。
使用什么单位?本计算器采用英制单位:Cv 对应美制 GPM,压差 ΔP 以 psi 为单位。公制下对应的是 Kv 值(m³/h、bar),换算关系约为 \(\text{Cv} \approx 1.156 \times \text{Kv}\)。中国国内阀门选型通常使用 Kv,可据此换算。
什么是比重(SG)?比重是指流体在相同温度下相对于水的密度。水的比重为 1.0,比水轻的流体小于 1,比水重的流体大于 1。