Kv-waardecalculators voor Kleppen

De grootte van een klep kan verwijzen naar de fysieke afmetingen van de klep, zoals de openingsdiameter, maar ook het debiet waartoe de klep in staat is. Ervoor zorgen dat de klepdebietcoëfficiënt correct wordt berekend en gemeten, zorgt ervoor dat de media op de gewenste druk kunnen stromen.

Om de stroomsnelheid door een klep te berekenen, moeten parameters zoals drukval, vloeistofdichtheid en stroomsnelheid worden bepaald. Dit artikel zal zich richten op de praktische methoden voor het berekenen van elke parameter en biedt een uitgebreide gids voor klepcoëfficiëntberekeningen.

Kv en Cv rekenmachine

Voor het berekenen van de Kv- en Cv-waarden voor zowel gas- als vloeistoftoepassingen kunnen onderstaande rekenmachines worden gebruikt. Lees het artikel verder voor meer informatie over wat er in deze rekenmachines gebeurt.

Wat is de debietcoëfficiënt van een ventiel?

De debietcoëfficiënt van een klep meet de snelheid waarmee vloeistof (vloeistof of gas) door een klep kan stromen. Het bepalen van de juiste debietcoëfficiëntwaarde helpt bij het selecteren van de juiste maat klep voor een toepassing, zodat alle vloeistoffen op de gewenste druk kunnen doorstromen. Een onjuiste debietcoëfficiënt kan leiden tot slechte klepprestaties en leiden tot lekkages, inconsistente stroom, cavitatie en onvermogen om volledig te openen of sluiten. De Cv- en Kv-waarden zijn de debietcoëfficiënt in respectievelijk het imperiale en het metrische stelsel.

De parameters die nodig zijn voor de berekening van het debiet zijn:

• Q: Gewenst debiet
• dp: Drukverschil
• SG: Soortelijk gewicht

De uitdrukkingen voor Kv en Cv zijn verschillend voor vloeistoffen en gassen. Dit komt omdat de fysische eigenschappen en het gedrag van vloeistoffen en gassen verschillend zijn.

• Vloeistoffen zijn bijna niet samendrukbaar, terwijl gassen zeer samendrukbaar zijn. De drukval over een leiding met een vloeistof is anders dan die van een gas door het verschil in samendrukbaarheid.
• Vloeistoffen hebben een hogere viscositeit dan gassen, wat hun stroomsnelheid beïnvloedt.

Zodra de debietcoëfficiënt is berekend, verdient het aanbeveling een klep te kiezen met een debietcoëfficiënt die iets hoger is dan de berekende waarde, om ervoor te zorgen dat het gewenste debiet wordt bereikt en om een veiligheidsmarge te hebben voor mogelijke veranderingen in druk of debiet. In sommige gevallen is de klep vooraf bepaald en kunt u het voor die klep geschikte debiet berekenen door de formule terug te werken vanwege de bekende Cv/Kv-waarde. In de volgende secties wordt besproken hoe u elke parameter voor de berekening van de debietcoëfficiënt kunt schatten.

Debietcoëfficiënt Cv

De Cv-waarde is het waterdebiet in Amerikaanse gallons per minuut (GPM) bij een temperatuur van 60 𐩑F en een drukval van 1 psi over de klep. Bijvoorbeeld, een klep met een Cv van 10 laat 10 GPM vloeistof door bij 60 𐩑F en 1 psi drukdaling over de klep. De Cv-waarde wordt vermeld in de productbeschrijving of het specificatielabel van de klep. Lees ons artikel over de Cv calculator voor meer details over het berekenen van Cv waarden van vloeistoffen en gassen.

Debietcoëfficiënt Kv

Kv is het volume water in kubieke meter dat per uur door een klep stroomt bij een drukval van 1 bar met een volledig geopende klep. Een Kv van 20 betekent bijvoorbeeld dat de klep een doorstroomcapaciteit heeft van 20 kubieke meter per uur (m3/h) bij een drukval van 1 bar over de klep. De Kv-waarde wordt vermeld in de productbeschrijving of het specificatielabel van de klep. Lees ons artikel over de Kv-calculator voor meer informatie over het berekenen van de Kv-waarden van vloeistoffen en gassen.

Debiet

Het debiet wordt gegeven door:

• Q: Debiet
• A: De dwarsdoorsnede op een punt in het pad van de stroom
• v: Vloeistofsnelheid op het punt

Er zijn meerdere manieren om het debiet van een systeem te meten. Om het debiet door een opening (zoals een kleppoort) te berekenen, laat u een specifiek volume accumuleren in een container en meet u hoe lang het duurt. Het debiet van een spon kan bijvoorbeeld worden gemeten door de vloeistof een emmer van 7 liter te laten vullen en de tijd te registreren. Deel 7 door de tijd die nodig is om het aantal liters per tijdseenheid te krijgen. Om de stroomsnelheid te bepalen van een kleine opening, zoals een druppelaar, gebruik je een kleinere container, zoals een kleine pot, en een langer tijdsinterval. Toch blijft het basisconcept ongewijzigd.

Debietmeters

Het debiet kan worden gemeten door een debietmeter in het vloeistofbehandelingssysteem te plaatsen. Er zijn verschillende debietmeters, waaronder venturimeters en turbinemeters, die de stroomsnelheid van een vloeistof meten. De debietmeter moet worden gekalibreerd om nauwkeurige metingen te garanderen.

De formule voor het debiet gebruiken

De vloeistofsnelheid en de oppervlakte van de doorsnede waar het doorheen stroomt geeft een schatting van de stroomsnelheid.

Opening/heldere buis

• Als de vloeistof door een opening of een doorzichtige buis gaat, gebruik dan kleurstof als marker en bereken hoe lang het duurt voordat de kleurstof twee punten passeert. Bereken vervolgens de snelheid door de afstand tussen beide punten te delen door de reistijd.
• Meet de straal van de opening of buis met een meetlint en gebruik de uitdrukking πr² om de doorsnede te berekenen.
• Vermenigvuldig de oppervlakte met de snelheid om het debiet te berekenen.

Druk gebruiken

Als de vloeistof door een gesloten leiding stroomt, is het moeilijk om de snelheid ervan te meten. Meet in dit geval de vloeistofdruk met een manometer en gebruik de onderstaande wet van Poiseuille om het vloeistofdebiet te berekenen.

• Δp: Drukverschil tussen de uiteinden van de pijp
• R: Pijpstraal
• L: Lengte pijp
• μ: Vloeistofviscositeit

Drukval

De drukval over de klep kan worden gemeten met manometers die aan weerszijden van het ventiel zijn geplaatst. Het drukverschil tussen de twee uiteinden geeft de drukval over de klep.

De drukval over een klep kan ook worden berekend met de volgende formule:

• ΔP: drukval over de klep in pond per vierkante inch (psi)
• f: wrijvingsfactor, die verantwoordelijk is voor de wrijvingsverliezen die optreden als de vloeistof door de klep stroomt
• L: lengte van de klep in voet
• v: snelheid van de vloeistof in voet per seconde
• g: acceleratie door de zwaartekracht, die ongeveer 9,8 m/s²bedraagt.

De wrijvingsfactor, f, is een functie van de vloeistofeigenschappen, de klepgeometrie en het Reynoldsgetal, een dimensieloze waarde die het stroomregime van de vloeistof beschrijft. De wrijvingsfactor kan worden geschat met behulp van gepubliceerde tabellen of worden berekend met behulp van computational fluid dynamics (CFD) software.

Soortelijk gewicht

Soortelijk gewicht wordt gedefinieerd als de verhouding tussen de dichtheid van de vloeistof en de dichtheid van water bij een bepaalde temperatuur. Het soortelijk gewicht van een vloeistof kan experimenteel worden bepaald door de dichtheid te meten en te vergelijken met de dichtheid van water. Het soortelijk gewicht van een vloeistof kan ook worden berekend uit zijn samenstelling met behulp van een database van de dichtheden van individuele componenten als de samenstelling van de vloeistof bekend is. Het is belangrijk op te merken dat het soortelijk gewicht van een vloeistof kan worden beïnvloed door de temperatuur, dus het is belangrijk om de dichtheid en het soortelijk gewicht van de vloeistof bij een gespecificeerde temperatuur te meten om nauwkeurige resultaten te garanderen. Typisch kan de waarde worden geschat op basis van standaardtabellen voor soortelijk gewicht, mits de vloeistof op dezelfde temperatuur wordt gehouden als vermeld in de grafiek.