Kalkulator płynności
Dzięki kalkulatorowi płynności można rzetelnie i łatwo obliczyć współczynnik Kv, przepływy i spadki ciśnienia.
Prawidłowy wybór rodzaju i wielkości zaworu może być podyktowany różnymi wielkościami obliczeniowymi. W ten sposób współczynnik Kv, prędkość przepływu i parametry spadku ciśnienia pomagają znaleźć właściwy zawór do spełnienia pożądanych wymagań i zastosowań. Oblicz wartości online za pomocą naszego darmowego kalkulatora płynności.
Współczynnik przepływu
Co oznacza współczynnik przepływu Kv?
Współczynnik Kv jest od lat 50. XX wieku wartością znormalizowaną dla oznaczenia możliwego do uzyskania przepływu płynu przez zawór. Współczynnik Kv obliczany jest zgodnie z normą DIN EN 60 534, przy czym wartość jest określona zgodnie z wytycznymi VDE/VDI 2173 przez pomiar wody przy spadku ciśnienia o około 1 bar i temperaturze 5–30°C. Jednostka wyniku jest podawana w m3/h.
Ponadto ta charakterystyka zaworu dotyczy tylko specyficznego suwu zaworu, a więc określonego stopnia otwarcia. Tak więc zawór ma tyle współczynników Kv, ile poziomów regulacji. Zawór włączający/wyłączający ma zatem tylko jeden współczynnik Kv, a zawory regulacyjne posiadają współczynnik Kv dla każdej pozycji. Miarą maksymalnego suwu wynoszącego 100% jest wartość Kvs.
Różnica między wartościami Cv i Kv
Często porównywana wartość Cv to amerykańska jednostka miary, która podawana jest w USG/min (galon amerykański na minutę), a zatem nie może być utożsamiana ze współczynnikiem Kv. Dostępne są następujące wzory przeliczeniowe:
Kv = 0.857 * Cv
Cv = 1.165 * Kv
Wzory do obliczania współczynnika przepływu dla różnych stanów skupienia
Obliczanie współczynnika Kv cieczy
Aby obliczyć współczynnik Kv dla cieczy, należy znać natężenie przepływu w l/min lub m3/h, gęstość medium przed zaworem i spadek ciśnienia na zaworze, tj. różnicę między ciśnieniem wlotowym i przeciwciśnieniem.
Q = przepływ objętościowy w m3/h
Δp = spadek ciśnienia w bar
ρ = gęstość cieczy w kg/m3
Obliczanie współczynnika Kv gazów
W obliczeniach dla gazów rozróżnia się stan przepływu podkrytycznego i nadkrytycznego. Stan podkrytyczny oznacza, że ciśnienie wlotowe i przeciwciśnienie zaworu określają natężenie przepływu. Im większe jest przeciwciśnienie, tj. ciśnienie za zaworem (p2), tym mniejszy jest przepływ objętościowy.
Z kolei stan nadkrytyczny oznacza, że przepustowość zależy tylko od ciśnienia wejściowego, przy czym występuje tu efekt „zadławienia“ przepływu. Przy dużej różnicy ciśnień (Δp > p1/2) prędkość dźwięku teoretycznie wzrasta w najwęższym odcinku zaworu. Medium przyspieszone przez utratę ciśnienia nie może płynąć szybciej niż prędkość dźwięku (Mach 1), nawet jeśli przeciwciśnienie jest dalej zmniejszane. W przypadku gazów znormalizowane obliczenia mają miejsce przy 1013 hPa i 0°C przy QN jako standardowym natężeniu przepływu i standardowej gęstości ρN. Ponadto należy wziąć pod uwagę wpływ temperatury.
Obliczanie przy przepływie podkrytycznym (prędkość poddźwiękowa)
Obliczanie przy przepływie nadkrytycznym (prędkość dźwięku)
p1 = ciśnienie wlotowe w barach
p2 = przeciwciśnienie w barach
Δp = spadek ciśnienia w barach
QN = przepływ objętościowy, znormalizowany, w m3/h
ρN = gęstość znormalizowana, w kg/m3
T = temperatura bezwzględna przed zaworem w stopniach Kelvina
Układ pomiarowy do obliczania współczynnika Kv zaworów
Poniższy rysunek przedstawia układ pomiarowy do określania współczynnika Kv dla danej utraty ciśnienia. 1 oznacza obiekt testowy, tj. testowany zawór, a 2 – przepływomierz. Układ testowy zawiera również punkty pomiarowe dla ciśnienia wlotowego (3) i przeciwciśnienia (4) oraz zaworu regulującego przepływ (5). Oprócz tego podłączony jest miernik temperatury (6) do pomiaru mediów gazowych.
1 Obiekt testowy
2 Przepływomierz
3 Manometr: ciśnienie przed zaworem (ciśnienie wlotowe)
4 Manometr: ciśnienie za zaworem (przeciwciśnienie)
5 Zawór regulujący przepływ
6 Miernik temperatury
Natężenie przepływu
Co oznacza natężenie przepływu Q?
Innym kluczowym parametrem w technologii płynów jest przepływ, określany również jako przepływ objętościowy lub strumień objętościowy. Wyraża, jaka objętość płynu przepływa przez zawór w danym czasie.
Aby obliczyć natężenie przepływu płynu, ważne jest, aby znać współczynnik Kv, gęstość płynu i różnicę ciśnień między wlotem a przeciwciśnieniem. Przykładami mediów określanych przez Bürkert są tlen, tlenek węgla lub etan. Tutaj odpowiednia gęstość jest już zapisana, a różnica ciśnienia jest obliczana automatycznie, tak że muszą zostać wypełnione tylko pola wartości Kv oraz ciśnienia wejściowego i przeciwciśnienia.
Formuły obliczania przepływu objętości dla różnych stanów skupienia
Obliczanie przepływu dla cieczy
Natężenie przepływu oblicza się za pomocą następującego wzoru:
Q = natężenie przepływu
Kv = współczynnik przepływu w m3/h
Δp = spadek ciśnienia w barach
ρ = gęstość w kg/m3
Obliczanie przepływu gazów
Znormalizowany przepływ gazu z kolei wymaga również podania współczynnika Kv, a także standardowej gęstości, ciśnienia wejściowego i przeciwciśnienia oraz temperatury medium. Ponadto tutaj ponownie rozróżnia się przepływ podkrytyczny i nadkrytyczny.
Obliczanie przy przepływie podkrytycznym
Obliczanie przy przepływie nadkrytycznym
p1 = ciśnienie wlotowe w barach
p2 = przeciwciśnienie w barach
Δp = spadek ciśnienia w barach
Kv = współczynnik przepływu w m3/h
ρN = gęstość w kg/m3
T = temperatura w stopniach Kelvina
Spadek ciśnienia na zaworze
Jak obliczyć spadek ciśnienia na zaworze
Spadek ciśnienia odnosi się do różnicy między ciśnieniem wlotowym medium przed zaworem i przeciwciśnieniem za zaworem. Pomiar ten odnosi się do straty energii płynu przepływającego przez zawór i jest wyrażany w barach. Do obliczenia spadku ciśnienia w odniesieniu do cieczy potrzebny jest współczynnik Kv, gęstość cieczy i przepływ. Poniżej znajduje się wzór, na którym opierają się obliczenia.
Wzory do obliczania spadku ciśnienia dla różnych stanów skupienia
Obliczanie spadku ciśnienia dla cieczy
ρ = gęstość w kg/m3
Q = przepływ objętościowy w m3/h
Kv = współczynnik przepływu w m3/h
Obliczanie spadku ciśnienia dla gazów
W obliczeniach dla medium gazowego rozróżnia się przepływ podkrytyczny i nadkrytyczny i wymagane są następujące wartości: współczynnik Kv, standardowe natężenie przepływu przy 1013 hPa i 0°C oraz standardowa gęstość, przeciwciśnienie i temperatura medium.
Obliczanie przy przepływie podkrytycznym
Obliczanie przy przepływie nadkrytycznym
p1 = ciśnienie wlotowe w barach
p2 przeciwciśnienie w barach
ρN = gęstość w kg/m3
T = temperatura bezwzględna przed zaworem w stopniach Kelvina
QN = f przepływ objętościowy, znormalizowany, w 3/h
Kv = współczynnik przepływu w m3/h
Wybierz spośród różnych dostępnych mediów, takich jak brom lub neon, które są zapisane razem z ich gęstością, lub utwórz inne medium. Musisz tylko określić gęstość i stan skupienia cieczy. Podczas wprowadzania wymaganych danych do uzyskania żądanej wartości, kalkulator płynności działa już w tle i automatycznie wyświetla wyniki końcowe oraz wyniki pośrednie w polu w prawym górnym rogu.
Rozpocznij obliczenia już teraz!
Chcesz obliczyć inne substancje, np. parę wodną lub specjalne warunki przepływu, które są wyzwalane przez bardzo mały przepływ lub wyższe lepkości? A może szukasz zaworu procesowego, który idealnie pasuje do Twoich wymagań? Zastosuj nasze narzędzie do projektowania zaworów, aby wybrać odpowiednie zawory procesowe. Utwórz zawór już teraz!