Cv-calculator

De Cv-waarde van een klep is een aanduiding van de volumestroom door een klep bij 60 °F in Amerikaanse gallons per minuut (GPM). Monteurs, ingenieurs en fabrikanten gebruiken Cv om de juiste grootte van kleppen te bepalen voor het specifieke volume vloeistof dat er doorheen stroomt. De keuze van een klep met een geschikte stromingscoëfficiënt zorgt voor een goede stromingsregeling, voorkomt lekkage en handhaaft de gewenste procesomstandigheden.

Cv-waarde calculator vloeistoffen & gassen

• Vloeistoffen: Vul een waarde in voor de inlaatdruk, de uitlaatdruk en het minimaal vereiste debiet. Klik op berekenen, en de Cv-waarde en Kv-waarde worden berekend. Kies een klep met een Cv-waarde die gelijk is aan of hoger is dan de berekende waarde.
• Gas Kies een gastype en de inlaattemperatuur. Kies de inlaatdruk, de uitlaatdruk en het gewenste debiet en klik op berekenen. Kies een klep met een gelijke of hogere Cv-waarde om het gewenste debiet te bereiken. De N in het debiet staat voor normale omstandigheden (atmosferische druk en 0 graden Celsius).

Inhoudsopgave

• Wat is de stroomcoëfficiënt
• Variabelen voor de stroomcoëfficiënt van een klep
• Cv-calculator
• Waarom is Cv belangrijk?
• Verschil tussen Cv-waarde & Kv-stroomcoëfficiënten
• FAQs

Wat is de stroomcoëfficiënt

Dit artikel gaat in op de definitie en het belang van het kiezen van een klep met de juiste Cv-waarde. Lees ons artikel over de Kv-calculator om meer te weten te komen over de metrische stroomfactor.

De stroomcoëfficiënt van een klep meet de snelheid waarmee een vloeistof (vloeistof of gas) door een klep kan stromen. De Cv-waarde is de stromingscoëfficiënt in het imperiale systeem, moet niet verward word met de stromingscoëfficiënt van het metrische stelsel, de Kv-waarde. Het is een waardevol instrument om de juiste maat klep te kiezen, zodat alle vloeistoffen bij de gewenste druk kunnen doorstromen. De Cv-waarde wordt vermeld in de productbeschrijving of het specificatielabel van de klep. Als een bepaalde klep bijvoorbeeld een stromingscoëfficiënt van 2 heeft, laat hij 2 GPM water door de klep met een drukdaling van 1 PSI. Om 3 GPM water door te laten, kiest u een andere klep met een stroomcoëfficiënt van 3. Hoe hoger de Cv-waarde van de klep, hoe groter de stroomcapaciteit van de klep.

Variabelen voor de stroomcoëfficiënt van een klep

Bij de berekening van de stroomcoëfficiënt van de klep is het van cruciaal belang rekening te houden met verschillende factoren, zoals de eigenschappen van de vloeistof, de kenmerken van de klep en het gewenste debiet.

Soortelijk gewicht

Het soortelijk gewicht van een vloeistof beïnvloedt de dichtheid, die op haar beurt de stroomsnelheid beïnvloedt. Het soortelijke gewicht is de verhouding tussen de dichtheid van een vloeistof en de dichtheid van water bij een bepaalde temperatuur. Het is een dimensieloze eenheid die de relatieve dichtheden van verschillende vloeistoffen vergelijkt. Water heeft een soortelijk gewicht van 1,00 bij 60 °F.

Debiet

Het debiet (Q) meet de hoeveelheid vloeistof die op een bepaald moment door de klep stroomt. Het wordt gewoonlijk uitgedrukt in gallons per minuut (GPM). Om het debiet te bepalen deelt u het volume van de vloeistof die door de klep gaat door de tijd die nodig is om dat volume door te laten. Als er bijvoorbeeld 7 minuten nodig zijn om 7 liter water door de klep te laten stromen, is het debiet 7,1 GPM.

Drukval

De beste manier om drukval te berekenen is met behulp van standaardgrafieken. De gebruiker moet het leidingtype, de binnendiameter en het debiet kennen. Zoek met deze waarden het bijbehorende drukverlies op de kaart (gewoonlijk weergegeven in psi) dat bij deze waarden hoort. Als alternatief kan de drukval worden berekend aan de hand van het verschil tussen de stroomopwaartse en de stroomafwaartse vloeistofdruk.

Cv-waarde calculator

De Cv-waarde is een belangrijke factor bij het bepalen van de juiste klepgrootte voor een specifieke toepassing. Om de Cv voor een klep te berekenen zijn de volgende parameters nodig:

1. Q: Gewenst debiet
2. dp: Drukverschil
3. SG: Soortelijk gewicht

Zodra de Cv-waarde is berekend, verdient het aanbeveling een klep te kiezen met een Cv-waarde 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-waarde.

Ook zijn de uitdrukkingen voor Cv 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.

De debietvergelijkingen voor vloeistoffen en gassen houden rekening met deze verschillen en geven een nauwkeuriger weergave van het debiet voor elk type vloeistof.

Cv-calculator voor vloeistoffen

Voor vloeistoffen,

• Q: Debiet in gallons per minuut (GPM) bij 60 °F
• dp: Drukverschil [psi]
• SG: Soortelijk gewicht van de vloeistof

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 12 laat 12 GPM vloeistof door bij 1 psi drukdaling over de klep bij 60 𐩑F.

Hoe groter de klepopening, hoe groter de Cv-waarde. Wanneer een klep vanuit de volledig gesloten stand wordt geopend, neemt de Cv-waarde geleidelijk toe vanaf nul tot de maximumwaarde wordt bereikt bij volledig geopende stand (100% open klep Cv).

Voorbeeld Cv-berekening voor water

De Cv-waarde van een klep berekenen voor een waterdebiet van 18 GPM (gallons per minuut) met een drukverschil van 9 psi,

• Q = 18 GPM
• SG = 1
• dp = 9 psi

De vereiste Cv-waarde is dus 6. Gebruik deze waarde om een geschikte maat voor de klep te kiezen, zoals verderop in dit artikel wordt besproken. De vergelijking kan ook worden gebruikt om het debiet te berekenen, gegeven Cv en drukvalwaarden.

Cv-calculator voor gassen

Gasstroom door een klep kan wisselen tussen subkritische en superkritische stroom.

• Subkritisch: De stroomafwaartse druk (P2) is meer dan de helft van de stroomopwaartse druk (P1). Daarom kunnen veranderingen in de stroomneerwaartse druk de stroomsnelheid beïnvloeden. Dit type stroming wordt ook wel gesmoorde stroming genoemd.

• Superkritisch: De stroomneerwaartse druk is minder dan de helft van de stroomopwaartse druk. Veranderingen in de stroomneerwaartse druk hebben geen invloed op de stroomsnelheid.

Subkritische vergelijking
Superkritische vergelijking

• Cv: Doorstroomcoëfficiënt van klep
• G: Soortelijk gewicht van gas bij stromende omstandigheden
• P1: Stroomopwaartse (inlaat) druk in psia (psia is absolute druk)
• P2: Stroomafwaartse druk (uitlaat) in psia
  • psia = psig +14.7
  • Psig is het pond per vierkante inch gauge. Het is een drukeenheid ten opzichte van de atmosferische druk.
• Q: Volumetrisch debiet, SCFH
• T: Absolute temperatuur op de Rankine-schaal
  • 𐩑R = 𐩑F + 459.67
  • 𐩑R = (𐩑C * 1.8) + 491.67

Voorbeeld Cv-berekening voor gassen

Bereken de Cv-waarde van een gas met soortelijk gewicht 0,966, inlaatdruk 100 psig, uitlaatdruk 95 psig, debiet Q gelijk aan 15000 SCFH bij een temperatuur van 70 𐩑F.

Oplossing

• G = 0.966
• p1= 100 psig = 100 +14,7 psia = 114,7 psia
• p2= 95 psig = 95+14,7 psia = 109,7 psia
• Δp = 5 psia
• T= 70 𐩑F = 70 + 460 = 530 𐩑R

De helft van de ingangsdruk is lager dan de uitgangsdruk, dus

Daarom is de waarde van Cv = 11,3.

Waarom is Cv belangrijk?

Het bepalen van de Cv-waarde helpt bij het selecteren van de juiste klep voor een toepassing. Als de Cv-waarde van een klep onjuist is, kan dit binnen een dag of twee leiden tot slechte prestaties van de klep. Dit kan zich op verschillende manieren uiten, zoals:

• Controleverlies: Het is mogelijk dat de klep niet volledig kan openen of sluiten, wat leidt tot drukdalingen of overdruk. Dit kan schade veroorzaken aan het systeem en mogelijk leiden tot lekken of andere veiligheidsrisico's.
• Verminderde efficiëntie: Te grote of te kleine kleppen kunnen leiden tot een hoger energieverbruik, waardoor het systeem minder efficiënt wordt.
• Verkorte levensduur: Na verloop van tijd kan de klep meer slijtage vertonen, wat de levensduur kan verkorten en ertoe kan leiden dat hij vaker moet worden onderhouden en vervangen.
• Inconsistente werking: Het is mogelijk dat de klep geen constante stroomsnelheid kan handhaven, wat leidt tot schommelingen in de prestaties van het systeem.
• Cavitatie: Als de klep te klein is voor het proces, kunnen aanzienlijke drukverliezen over de klep leiden tot cavitatie en flashing.
• Waterslag: Een te grote klep kan leiden tot aanzienlijke smoring en waterslag.

Verschil tussen Cv-waarde & Kv-stroomcoëfficiënten

Cv en Kv worden gebruikt om het vloeistofdebiet door een klep te meten. De twee hebben echter een aantal belangrijke verschillen:

1. Eenheden: Cv wordt uitgedrukt in US gallons per minuut (gpm), terwijl Kv wordt uitgedrukt in m³/hr.
2. Drukverlies: Cv is gebaseerd op één psi (pond per vierkante inch) drukdaling, terwijl Kv gebaseerd is op een drukdaling van 1 bar. Dit betekent dat Cv en Kv niet rechtstreeks vergelijkbaar zijn en moeten worden omgerekend bij gebruik in verschillende systemen met verschillende drukdrukeenheden.
3. Toepassing: Cv wordt voornamelijk gebruikt in de VS en Canada, terwijl Kv veel wordt gebruikt in Europa en andere delen van de wereld.

Omrekeningsformules voor Cv en Kv

Het is mogelijk de stromingscoëfficiënten Cv en Kv om te rekenen.

Kv = 0.857 * Cv

Cv = 1.165 * Kv

FAQs

Wat is stromingscoëfficiënt Cv voor kleppen?

De stroomcoëfficiënt, ook wel Cv-waarde genoemd, is het debiet van water in Amerikaanse gallons per minuut (GPM) bij een temperatuur van 60 𐩑F met een drukval van 1 psi over de klep.