控制阀流量系数（口径）计算
目 录
一 控制阀的节流原理及流量系数C （flow Coefficient ）的定义.....2 二 阻塞流（chocked flow ）..................................................3 三 不可压缩流体的C 值计算公式..........................................6 四 不可压缩流体的C 值（口径）计算实例..............................9 五 可压缩流体的C 值计算公式（一）...................................12 六 可压缩流体的C 值计算公式（二）..................................13 七 可压缩流体的C 值计算实例...........................................17 八 阀位验算...................................................................18 九 闪蒸、空化与汽蚀.......................................................22 十 总结. (23)
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参考文献： 1、《石油化工自动控制设计手册》 2、《控制阀工程设计与应用》 3、《气动调节仪表》
4、GB/T 17213 《工业过程控制阀》
5、FISHER 《控制阀手册》第四版
6、Masoneilan 《CONTROL V ALVE SIZING HANDBOOK 》
7、azbil 《调节阀的选择和口径计算》
8、重庆川仪《气动调节阀》选型样本
一 控制阀的节流原理及流量系数C （flow Coefficient ）的定义
在控制阀全开时，文献2给出了根据伯努利方程得出的流量方程：
Q ：体积流量
A ：是对取压点位置、缩流处面积、压力损失等进行综合修正的系数 ε：可膨胀性系数，用于对密度的变化进行修正。对不可压缩流体ε=1 E ：控制阀流通面积
ρ1：入口处流体平均密度 β：阀座与管道的直径比 p1：阀前压力（绝对压力） p2：阀后压力（绝对压力）
N ：与单位制有关的系数，无量纲
控制阀在任何开度时，文献1给出了另一种表达方式：
h ：控制阀上的压头损失
ξv ：控制阀阻力系数，随阀门开度而变化，表示的是节流效应，仅与控制阀的结构有关
w ：流体的平均速度
可见，流量系数C 不仅与流通面积有关，还与阻力系数即控制阀的流路形式有关。同类结构的控制阀具有近似的阻力系数，口径越大，流量系数也越大；不同类型的控制阀阻力系数不同，如同口径的控制阀，单座阀阻力大，而蝶阀和球阀的阻力小。
从上式得出流量系数C 的计算公式为：
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M ：质量流量
流量系数表示符号有三种：
Kv ：国际单位制，5~40℃的水，在100kPa 的阀两端压差下，每小时流过控制阀的立方米数。 Cv ：英制，40~60℉的水，在1psi 的阀两端压差下，每小时流过控制阀的美国加仑数。 C ：工程单位制，5~40℃的水，在1kgf/cm2的阀两端压差下，每小时流过控制阀的立方米数。 三者关系为：Cv=1.156 Kv Kv=1.01 C C=0.875 Cv 其中阀两端压力P1和P2的取压点为：
二 阻塞流（chocked flow ）
是指当阀前压力P1保持一定，而逐步降低阀后压力P2时，流经控制阀的流量会增加到一个最大极限值，在继续降低压力P2，流量不再增加，此时的流动状态称为阻塞流。形成阻塞流后Q 不再正比于SQR （ΔP ）
不可压缩流体（液体）与可压缩流体（气体、蒸汽）阻塞流形成的机理是不同的。
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（1）不可压缩流体。当控制阀缩流处压力小于该流体在入口温度下的饱和蒸汽压力Pv （绝对压力）时，部分液体发生相变，液体蒸发变为气体，即在液相中产生气泡，出现闪蒸，如果再降低压力，就出现阻塞流。 几个概念：
Pcr ：发生阻塞流时的最小出口压力 ΔPcr ：发生阻塞流时的最大压降 Pvc ：缩流处的压力
Pvcr ：发生阻塞流时缩流处的压力 Pvcr = F F *Pv
F F ：液体的临界压力比系数，即阻塞流条件下缩流处压力Pvcr 与入口温度下液体的饱和蒸汽压力Pv 之比。是Pv 和液体临界压力Pc 之比的函数：
为了在计算C 时能事先确定产生阻塞流时的阀压降ΔPcr ，引入一个压力恢复系数F L ：
F L 表示流体流经缩流处后，动能转换为静压的恢复能力，也即压力恢复的程度，对于一个特定形式的控制阀，F L 只与控制阀的结构、流路形式有关，与阀门口径无关。F L 越小，说明控制阀流路设计好，压力恢复能力强，静压越能恢复到接近入口压力。
判断产生阻塞流的条件：当ΔP=（P1-P2）≥F L 2 （P1- Pvcr ）= F L 2 （P1- F F Pv ）时，则产生阻塞流。因为F L 仅与阀门的型式有关，F F 是Pv 和Pc 的函数，而Pv 和Pc 又是物质的固有物理属性，因此，只要入口温度和入口压力P1确定，则生产阻塞流的条件ΔP 就唯一确定，此时只要以F L 2 （P1- F F Pv ）作为阀两端压差来计算正确的流量系数。
Pv ：饱和蒸汽压，指在一个密闭空间内，某种物质在给定的温度下，该物质的液相、气相
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共存时的气体压力。此时，蒸发/凝结过程达到动态平衡。同一物质在不同温度下有不同的蒸汽压，并随着温度的升高而增大。例如，在100℃时，水的饱和蒸汽压为101324.72Pa 。可以这么理解，在这个压力下，水的最高温度只能达到100℃。
Pc ：临界压力，物质处于临界状态时的压力（压强）
。就是在临界温度时使气体液化所需要的最小压力，也即液体在临界温度时的饱和蒸气压。临界点是可使一物质以液态存在的最高温度或以气态存在的最高压力，当物质的温度、压力超过此界线，即临界温度及临界压力，会相变成同时拥有液态及气态特征的流体：超临界流体。例如，水的临界压力是
227.98×105Pa （225 大气压）
，水的压力越高，水的沸点（也称饱和温度）也越高。在临界压力下，水加热到沸点374℃（称临界温度）时，一下子全部变成饱和蒸汽。此时，饱和蒸汽和饱和水的比重相同，两种状态没有任何区别。 （2）可压缩流体。
定义压差比x=ΔP/P1=（P1-P2）/P1，当产生阻塞流时x 是一个固定的常数，称为临界压差比x T ，其值只决定于阀的结构，即流路形式。x T 越小，说明控制阀流路设计好，压力恢复能力强。
判断产生阻塞流的条件：x ≥F γx T ，F γ是可压缩流体的比热容比系数，空气为1，其它气体的比热比系数为F γ=γ/1.4，γ是比热容，当被测气（汽）体服从理想气体定律时，等熵指数等于比热比，比热比与气体种类、温度、压力等有关，一般单原子气体为1.67，双原子气体为1.4，多原子气体为1.29
因此，只要入口压力P1确定，则生产阻塞流的条件ΔP 就唯一确定，此时只要以ΔP =P1*F γx T 作为阀两端压差来计算正确的流量系数。
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三 不可压缩流体的C 值计算公式
（1）紊流、非阻塞流、无附接管件
非阻塞流判别式：ΔP< F L 2 （P1- F F Pv ）
（2）紊流、非阻塞流、带附接管件
非阻塞流判别式：ΔP<（F LP /F P ）2（P1- F F Pv ）
（3）紊流、阻塞流、无附接管件
阻塞流判别式：ΔP ≥ F L 2 （P1- F F Pv ）
（4）紊流、阻塞流、带附接管件
阻塞流判别式：ΔP ≥ （F LP /F P ）2（P1- F F Pv ）
（5）非紊流（层流、过渡流）
Q：体积流量，单位m3/h
ρ：在入口温度、入口压力P1下的密度，单位kg/m3 ρ0：15℃时水的密度，为1000kg/m3
ρ/ρ0：流体相对密度，在数值上就是流体的比重 ΔP ：单位kPa
为什么有系数10呢？因为流量系数的定义是规定在100kPa 的差压条件下。
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除阻塞流外，影响流量系数计算的因素还有： ①阀两端与管道间安装的附接管件。特别是当控制阀的公称通径小于管道直径时，阀前会有缩径管，阀后会有扩径管。原加在控制阀两端的压差中，实际上已包括了这些附接管件的压力损失，而真正加在控制阀两端的压降便小于计算阀压降，因此对未考虑附接管件时计算得到的流量系数要加以修正。
F P ：管件形状修正系数。是控制阀两端装有附接管件测得的流量，与不装附接管件时在相同的工作条件下测得的流量之比。
C 100：初步选定的控制阀额定流量系数 d ：控制阀公称通径，mm ξ：管件压力损失系数 Σξ=ξ1+ξ2+ξ3-ξ4
ξ1：上游阻力系数，=0.5[1-（d/D1）2] 2
ξ2：下游阻力系数，=1.0[1-（d/D2）2] 2
ξ3：控制阀入口处伯努利系数，=1-（d/ D1）4
ξ4：控制阀出口处伯努利系数，=1-（d/ D2）4
D1/D2：上/下游管道直径
当D1=D2时，Σξ=ξ1+ξ2=1.5[1-（d/D）2] 2
F LP ：有附接管件时的压力恢复系数与管道形状修正系数的复合系数。
②流体流动状态。流量系数是在湍流条件下测得的，雷诺数Re ≥3500时C 值基本上为常数，但Re 减少时C 值会变小，在层流状态下流量与阀压降成正比而不是开方关系，因此需要进行修正。
F R ：雷诺数修正系数。根据文献1的方法，F R 可以从下图中查得，其中控制阀内雷诺数Rev 计算公式为：
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对具有两个平行流路的控制阀，如双座阀、蝶阀、偏心旋转阀等，
对只有一个流路的控制阀，如单座阀、套筒阀、球阀等，
ν：流体介质的运动粘度，单位cSt（10-6m 2
/s）
注：文献2和GB/T 17213提供的计算Rev 和F R 的公式过于复杂，而且还要使用迭代方法，还区分流动状态（层流或者过渡流）、是否有附接管件。这里不予介绍。
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四 不可压缩流体的C 值（口径）计算实例
（1）非阻塞流、无附接管件 条件： 流体：水
流量：Q=360m3/h
入口绝对温度：T1=363K 入口绝对压力：P1=680kPa 出口绝对压力：P1=220kPa 密度：ρ=965.4kg/m3 入口饱和蒸汽压（绝压）：Pv=70.1kPa 液体临界压力（绝压）：Pc=22120 kPa 运动粘度：ν=0.326*10-6m2/s 管道口径：D=150mm
控制阀类型：单座直通柱塞阀，流开 控制阀口径：d=150mm 计算：
查表得流体流体压力恢复系数F L =0.9， F F =0.96-0.28SQR(Pv/Pc)=0.9442
确定流动形态：F L 2 (P1-F F Pv)=497.2kPa ＞ΔP=460 kPa ，为非阻塞流 Kv=10Q*SQR[ρ1/(ρ0*ΔP)]=164.9m3/h
雷诺数：Rev=70700Q/（ν*SQR(Kv)）=70700*360/（0.326*SQR(164.9)）=6.08*106 远大于3500，为紊流，无需进行雷诺数修正。
对于azbil 的HTS 高流量特性DN150控制阀，阀座尺寸100的Cv=175（Kv=151），阀座尺寸125的Cv=275（Kv=238），所以应选后者。
（2）阻塞流、有附接管件
除了以下条件不同外，其余条件与上例相同： 控制阀类型：蝶阀，流开 计算：
查表得流体压力恢复系数F L =0.6， F F =0.96-0.28SQR(Pv/Pc)=0.9442
确定流动形态：F L 2 (P1-F F Pv)=221kPa<ΔP=460 kPa ，为阻塞流 Kv=10Q/F L *SQR[ρ1/(ρ0*(P1-F F Pv))]=238m3/h
雷诺数：Rev=70700Q/（ν*SQR(Kv)）=70700*360/（0.326*SQR(238)）=5.06*106 远大于3500，为紊流，无需进行雷诺数修正。
选用川仪的VBL 型DN80轻型蝶阀，Cv=320（Kv=277），安装附接管件后重新进行计算：
F P =1/SQR{1+1.5[1-（80/150）2] 2
*(238/802) 2/0.0016}=0.7753
F LP =0.6/ SQR{1+0.6 2 [(1-（80/150）2) 2+(1-（80/ 150）4）]
*(238/802) 2/0.0016}=0.541
ΔP ≥ （F LP /F P ）
2
（P1- F F Pv ）=（0.541/0.7753）2*（680-0.9442*70.1）=299 kPa<ΔP=460 kPa ，仍为阻塞流
Kv=10Q/F LP *SQR[ρ1/(ρ0*(P1-F F Pv))]=341m3/h 选用VBL 型DN80轻型蝶阀，Cv=320（Kv=277）偏小，选用DN100的蝶阀，Cv=560（Kv=484）安装附接管件后重新进行计算：
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F P =1/SQR{1+1.5[1-（100/150）2] 2
*(238/1002) 2/0.0016}=0.9269
F LP =0.6/ SQR{1+0.6 2
[(1-（100/150）2) 2+(1-（100/ 150）4）] *(238/1002) 2/0.0016}=0.5881 （F LP /F P ）2（P1- F F Pv ）=（0.5881/0.9269）2
*（680-0.9442*70.1）=247kPa<ΔP=460 kPa ，仍为阻塞流
Kv=10Q/F LP *SQR[ρ1/(ρ0*(P1-F F Pv))]=314m3/h
小结：从以上两例可以看出，压力恢复系数小的阀门，如蝶阀、球阀，有以下两点值得提出： （1）在同样的流量下，比其它控制阀更加容易产生阻塞流。看一下从网上收集来的一张图，
我觉得很有意思
图中的虚线是假想的线，认为流体经过控制阀后压力慢慢从P1降至P2，但实际上流体经过阀座节流后都会产生缩流，在缩流处压力迅速下降，然后再逐渐恢复到P2。这张图的意义就在于，它直观地告诉我们越是流路简单的阀门，如蝶阀和球阀，其压力恢复系数越小，压力恢复的能力越强，它能从缩流处很低的压力恢复到P2。但从另一方面说，因为缩流处压力很小，所以很容易产生阻塞流。然而，对流路复杂的控制阀，如单座柱塞阀，曲线就接近虚线了，缩流没有蝶阀那么明显，整个流路相当于一个多级降压的控制阀组，产生阻塞流的几率就大大降低了。（这张图被打上海川水印后就更不清楚了，最下面实线指球阀，中间的实线指双座阀）
（2）同样的口径，流量系数比其它控制阀要大，因此通常需要缩径。越是流路简单的控制阀，流量系数就越大，但同时却容易产生阻塞流。假设DN100的工艺管道，计算出来的理论流量系数是200，且假设DN100的单座柱塞阀和DN50的蝶阀流通能力都刚好是200，那么DN50的蝶阀是否就符合要求呢？实际上DN50的蝶阀可能产生阻塞流，而且考虑到附接管件的影响，这时候计算出来的理论流量系数就要大于200了，也许需要DN80的蝶阀才能满足要求。
例3：非阻塞流，低雷诺数 条件： 介质：重油
阀前绝对压力：P1=5.2MPa 阀后绝对压力：P1=5.13MPa 入口温度T1:150℃
最大流量Qmax ：6.8m3/h 密度：850kg/m3 运动粘度：180cSt
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管道直径D ：50mm
控制阀：单座柱塞阀，流开 计算：
ΔP=0.07MPa
Kv=10Q*SQR[ρ/（ρ0*ΔP ）]=10*6.8*SQR （0.85/70）=7.49 Rev=70700Q/[ν*SQR （Kv ）]=70700*6.8/（180*SQR7.49）=976 远远小于3500，所以需要作低雷诺数修正。
查图可得FR=0.83，则重新计算的Kv=7.49/0.83=9
另外，按照文献8提供的计算FR 的方法：
FR=976/(0.95*976+63.14)=0.9855 则重新计算的Kv=7.49/0.9855=7.6
选择公称通径50mm 、阀座直径32mm ，型号为HTS 的单座柱塞阀，Cv=17（Kv=14.7）
这里使用两种方法计算FR ，结果不一致，原因在于引用的标准不同，在此不追究到底哪个方法更加准确，我们只要知道雷诺数对流量系数到底有什么影响就可以了。
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很长时间没有更新了，主要原因是可压缩流体（气体、蒸汽）的计算要比不可压缩流体（液体）复杂一些，历史上计算方法很多，为了作一比较又收集增补了以下参考资料： 9、《仪表工试题集?现场仪表分册》 10、《调节阀使用与维修》 11、《ISA 75.01-1985（R1995）》 12、《ANSI/ISA_75.01.01_2002 / IEC 60534_2_1》 13、美国仪表学会《调节阀手册》第二版 14、本山制作所《调节阀手册》 15、《调节阀计算选型使用》 16、《化工自动化基础》
根据文献9和文献10，四十年代国际上可压缩流体流量系数计算方法主要有美国流体控制
协会FCI 的平均重度法（r m 法）
，和前苏联的压缩系数法（ε法），历史悠久，适用于低压力恢复阀（单座、双座阀）和ΔP/P1较小的场合，对阻塞流计算误差很大。六七十年代出现了Masoneilan 的临界流量系数法（Cf 法）、FISHER 的正弦法（sin 法）和IEC 的膨胀系数法（Y 法），适用于所有的阀门（低压力和高压力恢复阀）。
IEC 提供的计算方法已成为世界通行的标准，从FISHER 和Masoneilan 发布的计算方法来看，流量系数的计算公式与IEC 完全一致，只是在控制阀的口径确定上，结合了其公司的产品特性而进行合理选择。GB/T 17213也是从IEC 照搬过来的，不仅没有任何新意，而且还有点“偷工减料”。
五 可压缩流体的C 值计算公式（一）
这里的两种方法已经淘汰，仅作介绍。原所有的参考文献中都采用工程单位制，且采用标况下的流量和密度，这里全部改为标准单位制，且采用工况下的流量和密度，以方便计算。希望将来在进行实例计算时，对几种方法进行比较，看看误差如何。
1、压缩系数法
压缩系数法是考虑到流体的压缩性，在一般的液体计算公式中添加了一个压缩系数ε（在一楼中被定义为“可膨胀性系数”），对液体的计算公式进行修正的。其中： ρ：工况下气体的密度，kg/m3 ρ=ρN *P1*T N /（P N *T ） ρN ：标况密度
P N ：标况压力，101.325 kPa T N ：标况温度，273.15 K P1：阀前绝对压力 T ：操作温度
ε=η（1-0.46ΔP/P1）
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η为气体校正系数，对于空气η=1，一般气体接近于1，为了简化计算，均取η=1。
气体压力比P2/P1在临界状态下，就会出现阻塞流，值约为0.48，此时ΔP/P1=0.52，所以ε=1-0.46ΔP/P1=1-0.46*0.52=0.76，于是：
式中：
Q ：工况下的操作流量，m3/h ρ：工况下气体的密度，kg/m3
这个公式跟液体的公式是完全相同的，当ΔP =100 kPa 、ρ=1000 kg/m3、ε=1代入上式，就是流量系数的标准定义。
2、平均重度法
平均重度法公式推导要复杂得多，在推导中将调节阀相当长度为L 、断面为A 的管道来代替，并假定介质为理想流体，当介质稳定地流过管道时，采用可压缩流体流量方程式进行推导。
单位同压缩系数法。在这里，气体压力比P2/P1在临界状态下，就会出现阻塞流，值约为0.5，与压缩系数法略有差别。
小结：这两种气体的流量系数计算方式，与液体的计算方法完全一致，很容易理解。这也是在这里单独进行探讨的目的所在。
六 可压缩流体的C 值计算公式（二）
3、IEC 膨胀系数法
该计算方法主要参考文献13，但所有的资料只是直接给出最终计算公式，缺少推导过程。本文给出详细的推导过程，没有参考任何文献，但推导结果与文献给出的结果完全一致，说明推导过程是完全正确的。
气体、蒸汽由于压力下降而膨胀，从控制阀入口到缩流处的流动过程中，比重在减小，有效的比重大约是P1处的上游比重和缩流处比重的平均值。对于比重的变化最通常的计算方法是在液体公式中加入膨胀因子Y ：
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W ：质量流量，kg/h
仔细对比一下方法1“压缩系数法”的计算公式，不难发现两者没有什么差别，只是将压缩系数ε换成了膨胀因子Y ，但它们的计算方法是不同的。再来看看Y 是怎么定义的。
Y=1-x /（3F γx T ） 其中：
x=ΔP/P1，压差比，即压差与入口绝对压力之比 F γ：比热容比系数
x T ：无附接管件的临界压差比
以上变量已经在第二节“阻塞流”中作了详细的叙述。可见，ε只包含了x ，而Y 不仅包含x ，还包含F γ（与介质的物理特性有关）、x T （与控制阀流路有关）等的影响。
判断产生阻塞流的条件：x ≥F γx T ，此时当x 用F γx T 替代后，Y=0.667，流量达到最大。
在给出计算公式之前，先看看工况下气体密度与分子量M 的关系： 气体摩尔体积：22.4*10-3 m3/mol 气体摩尔质量：M*10-3 kg/mol
标况气体密度：ρN = M*10-3 kg/22.4*10-3 m3=0.04464M kg/m3 于是：
Q N ：标况下气体的体积流量，Nm3/h
Z ：压缩因子。因为密度是在入口压力和入口温度下的比重为基准进行计算的，如果这种流体为理想气体，则Z=1。但是对于实际气体，Z 值可能差异很大，范围从0.23到4.0之间，对于大部分实际气体，Z 值在0.5到1.5之间，可通过查图表获得。但实际流体的密度已知的话，对计算结果的精确度则没有影响。
（1）紊流、非阻塞流、无附接管件
非阻塞流判别式：x ＜F γx T
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将ρ1和Q N 代入上式得：
这里特别要提到，所有的参考文献，包括GB/T 17213和ISA/IEC 标准，都只给出了蓝色部分的计算公式，没有给出红色部分的计算公式。对其中蓝色部分作个解释：
①GB/T 17213和ISA/IEC 标准写的是Q ，而不是Q N ，但注释5作了说明，Q 代表的是标准状况下的体积流量。
②文献1使用的是Qg ，单位为Nm3/h 。正是从这个文献，我才发现其中的奥妙。 ③其它书籍写的都是Q ，单位为m3/h ，非常容易引起误解，务必注意。
（2）紊流、非阻塞流、带附接管件
非阻塞流判别式：x ＜F γx T
红色依然是工况体积流量下的计算公式，文献没有提供；蓝色是文献提供的计算公式（下同）
（3）紊流，阻塞流，无附接管件
非阻塞流判别式：x ≥F γx T
将Y=0.667、x=F γx T 代入上式得：
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（4）紊流，阻塞流，带附接管件
非阻塞流判别式：x ≥F γx T
将Y=0.667、x=F γx T 代入上式得：
其中：
x TP ：带附件管件的压差比系数。如果控制阀装有附接管件，x T 值就会受到影响，计算公式为：
（5）非紊流（层流和过渡流）
因为气体流速一般较快，雷诺数较大，层流和过渡流的情况很少，在这里直接给出公式，不作深入讨论。
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七 可压缩流体的C 值计算实例
例4、非阻塞流、带附接管件 条件：
流体：二氧化碳 分子量M ：44.01
运动粘度：ν=1.743*10-5 m2/s 比热比：γ=1.30 压缩系数：Z=0.988 流量：Q=3800 Nm3/h 入口绝对温度：T1=433 K 入口绝对压力：P1=680 kPa 出口绝对压力：P2=310 kPa 入口管道口径：D1=80 mm 出口管道口径：D1=100 mm
控制阀类型：偏心旋转阀，角行程，流开
计算：
（1）压缩系数法
ΔP/P1=370/680=0.544＞0.52，为阻塞流
标况气体密度：ρN = M*10-3 kg/22.4*10-3 m3=0.04464*44.01 kg/m3=1.9646 kg/Nm3 ρ=0.12M*P1/（T*Z ）=0.12*44.01*680/（433*0.988）=8.3945 kg/m3 W=Q N *ρN = 3800*1.9649=7465 kg/h
Kv=W/[0.76*SQR （10*0.52*680*8.3945）]=57
（2）平均重度法
ΔP/P1=370/680=0.544＞0.5，为阻塞流 Kv=1.56W/SQR （10*680*8.3945）=49
（3）膨胀系数法
查表得流体压力恢复系数F L =0.85， 压差比系数x T =0.60 F γ=γ/1.4=0.929 x=ΔP/P1=0.544 F γx T =0.5574
确定流动形态：x ＜F γx T ，为非阻塞流 Y=1-x /（3F γx T ）=0.674
Kv=Q N *SQR （M*T1*Z/x ）/（24.6Y*P1）
=3800* SQR （44.01*433*0.988/0.544）/（24.6*0.674*680）=62.7 Q= Q N *T*Z/（2.7*P1）=885 m3/h
雷诺数：Rev=49490Q/（ν*SQR(Kv)）=317343，为紊流，远大于3500，为紊流，无需进行雷诺数修正。
经查川仪VFR 凸轮挠曲阀，DN50的Cv 值为50（Kv=43），DN65的Cv 值为90（Kv=78），
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故选DN65的控制阀。安装附接管件后重新进行计算：
ξ1=0.5[1-（65/80）2] 2
=0.0577
ξ2=1.0[1-（65/100）2] 2
=0.3335
ξ3=1-（65/ 80）4
=0.5642
ξ4=1-（65/100）4
=0.8215
Σξ=ξ1+ξ2+ξ3-ξ4=0.1339
F P =1/SQR[1+0.1339*(62.7/652) 2/0.0016]=0.99
Kv=62.7/ F P =62.7/0.99=63.33，所选控制阀满足要求。
可见，使用三种方法进行计算，误差还是蛮大的。
例5、阻塞流、无附接管件 条件： 流体：蒸汽
密度：14.33 kg/m3 比热比：γ=1.30 流量：W=35 t/h
入口温度：T1=368 ℃
入口绝对压力：P1=4050 kPa 出口绝对压力：P1=500 kPa 控制阀类型：套筒阀 计算：
压差比系数x T =0.75 F γ=γ/1.4=0.929 x=ΔP/P1=0.87 F γx T =0.75
确定流动形态：x ＞F γx T ，为阻塞流 Kv=W/[2.1*SQR （F γx T *P1*ρ）]
= 35000/[2.1*SQR （0.75*4050*14.3）] =80
八 阀位验算
本节主要参考文献为《化工自动化基础》和文献3 阀阻比S
包括控制阀及全部工艺设备和管道的管路系统上的压差，称为系统总压差，控制阀全开时阀前后压差ΔPmin 与系统总压差ΔP 之比，称为S 值。 S=ΔPmin / ΔP
从上表看出，当S 大于0.6时，所选理想特性与工作特性一致；但当S 处于0.3~0.6之间时，如果要求工作特性是线性的，则理想特性应选等百分比，这是因为经畸变的工作特性接近线性了；当S 小于0.3时，等百分比畸变为接近直线特性，而直线特性畸变为接近快开
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特性，调节范围大大减小。从下图能更直观的看出来，在系统总压差固定的情况下，S 越小（管道和设备的阻力越大），流经控制阀（系统）的最大流量越小。
理想流量特性是假设阀前后压差是固定时的流量特性，即认为管道和设备没有压力损失，系统压差全部加在控制阀的两端。
但实际上，控制阀在工作时，控制阀流量的变化同时会引起前后压差变化，这是因为：在控制阀全关时，流量为0，ΔP 达到最大；随着流量的增加，管道和设备的压力损失随之增加，因此控制阀两端压差减小，直到全开时流量最大，阀两端压差最小。这种ΔP 不为常数的流量特性称为工作流量特性。
所以在控制阀数据表中，可以选填在最大/正常/最小流量下的阀前和阀后压力。控制阀的流量系数应根据最大流量下的阀前和阀后压力来计算。
S 的确定应从两方面考虑（调节性能和动力消耗），S 越大，畸变越小，对调节有利，但S 越大说明控制阀上的压差损失也越大，造成动力消耗。一般设计取0.3~0.5，对于气体因阻力损失小S 值一般大于0.5，对于高压系统允许S 降低到0.15。
个人观点：S 值是由管道和设备的阻力决定的，而不是控制阀能决定的。
控制阀的流量特性，是指流体通过阀门的相对流量，与阀门相对开度之间的关系，即： Q/Qmax=f （l/L ）
Q ：某一开度下的流量 Qmax ：全开时的最大流量
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l ：某一开度下的行程 L ：全开时的最大行程
一般最大流量时控制阀的开度应在90%左右，最小开度应不小于10%
1、理想流量特性的阀位验算（S=1） （1）线性特性
当l=0时，Q=Qmin ；l=L 时，Q=Qmax
Qmin 是控制阀可调流量的下限值，并不等于控制阀全关时的泄漏量。Qmin 为最大流量的2%~4%，而泄漏量为最大流量的0.01%~0.1%
（注：直至现在我还一直不能理解这个差别。l=0难道不就是全关吗？） R ：可调比，即Qmin/Qmax ，一般为30 于是：
（2）等百分比特性
当R=30时：
2、工作流量特性的阀位验算（S ≠1） （1）线性特性
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鄂尔多斯联合化工有限公司60/104化肥项目 液氨站氮气置换方案 （编号ELAF-015-001） 编制：徐宝安 审核： 审定： 批准： 内蒙古鄂尔多斯联合化工有限公司 （合成氨分厂）
目录 1．编制依据 2．编制目的 3．氮置换具备的条件 4．人员准备 5．物资准备 6．氮置换步骤 7．安全注意事项
1.编写依据 PID流程图，操作原则。 2.置换目的 利用N2置换氨罐中的空气，是为了避免氨罐在首次引液氨时产生空气和气氨爆炸性混合物。 3.N2置换具备条件 3.1 有足够的低压N2。 2101FA/B已机械竣工，水压试验结束，设备、管道等按PID检查正确无误。 所有阀门、安全阀、仪表已检查和校验处在投用状态。 氨罐区公用工程系统已投用。 氨罐除锈及机械清扫工作结束。 4.人员准备 工艺人员: 4人 安全人员: 1人 检修人员:1人 指挥人员:1人 5.物资准备 见物资准备表 6.为了置换彻底N2置换分两个部分：第一部分包括2010FA/B、2101-F、 2101-C、2101JA/B/C等设备和管道。第二部分2101L。 6.1第一部分置换步骤 6.1.1关闭NH-0508-8″去尿素的截止阀，
6.1.2.关闭2101L入口阀，NH0546-4″、NH0545-4″、NH0519-1″、 NH0537-10″、NH0538-3″、NH0547-2″、NH0548-2″NH0543-4″、NH0535-1.5″上截止阀。 6.1.3.关闭SP501伐，NH0525-1.5″NH0507-14″NH0513-14″上截止阀。 6.1.4.打开NH0502-6″截止阀。 6.1.5. 打开电动阀MOV2007、MOV2009。 打开2101J/JA的进出口阀，最小流量线阀，泵公共出口阀。 打开NH2034-4″上去尿素的界区截止阀、止逆阀。 6.1.5 投用LI2009A、LI2010A、LI2011A、LI2012A，投用所有安全阀和仪 表根部阀。 6.1.6 打开2101FA/B底部的4″导淋阀，慢慢打开N2源截止阀，通过节流 孔板以300nm3/h的速度充N2到2101FA内，小心控制罐内压力不超过 0.005MPag，同样调节以300nm3/h充N2到2101FB内。 6.1.7 实行连续充N2，连续排放的方法进行置换，排放时，可在管路中所 有的导淋点排放（如2101FA/B进出口导淋，6″到尿素管线上导淋）和在PV2003处排放。 6.1.8 在连续排放时，在2010D顶部1.5″阀处取样分析O2含量。 6.1.9 在分析O2含量小于5%时，关闭排放点。 6.1.10 继续置换空气，直到从所有的排放点取样分析O2含量小于5%，N2 置换合格后关闭所有排放点，用PIC2003控制压力在0.00 5MPag。 6.1.11 N2置换合格后，用N2保持氨罐压力0.005MPag 24小时以上，以确 保在管道端点死角的剩余O2的扩散。 6.1.12 在氨罐内保持0.005MPag压力24小时，关闭4″导淋和充氮阀，每
在石油、化工、冶金、医药、电力等行业都大量应用循环水泵，其耗电量不容小视。对循环水泵系统进行节能改造，对企业降耗增效具有很大经济价值。 我公司长期致力于水泵系统节能服务，改造了数十台循环水泵，有丰富的实践经验和体会，在此和大家交流、分享。 我们把水泵系统节能原理概括为一句话，就是“用高效水泵在高效点工作，降低管路损失尤其是降低或消除节流损失”。 这句话包含了高效水泵（水泵效率）、高效点、管路损失三个关键词，也是水泵系统节能的三个关键点。 （1）高效水泵（水泵效率）：要节能，水泵效率必须高。水泵效率高低首先取决于设计水平，其次取决于制造精度和质量； （2）高效点：同一台水泵，在不同的流量点其效率是不同的，一般在额定工况附近效率最高，如果偏离额定工况较多，水泵额定效率即便很高，其实际运行效率也不高。 再延伸一点说，高效点还要考虑电机的负荷率和电机高效区，也就是说要使整个水泵系统总效率处于综合高效点。 （3）管路损失：管路损失要尽可能降低，尽量消除节流损失。 我们就是通过紧紧瞄准水泵效率、高效点、管路损失这三个关键点，对水泵实际运行工况进行科学分析和诊断，利用先进理论和科学方法，找出水泵系统存在的问题，有针对性地采取切实有效的措施，全面深入挖掘各项潜力，提高水泵额定效率、使水泵实际工作参数处于高效点、最大限度地降低管路损失，通过三方面的有机结合，实现节能目标，这就是我们
的节能原理。 我公司的具体节能措施有以下几点： 1、现场调研，正确诊断系统存在问题，有的放矢，精准确定设计参数。 2、凭借高超设计水平和节能理念，提高设计工况点的额定效率。 广泛学习和利用三元流等先进设计理论，结合CFD流场分析和动态模拟，瞄准特定工作范围，借鉴优秀水利模型，采用先进CAD设计软件，最重要的是我们有经验丰富的高级设计师，将几十年的设计经验和体会融入其中，使设计的水泵及叶轮效率接近特定工况的极限值，用高效水泵或高效叶轮（三元流叶轮）替换旧泵或旧叶轮。 3、消除工况偏移造成的效率低下。 普通水泵都是系列化定型产品，用适当间隔的有限的规格参数，来满足千差万别的工况，不可能针对某厂具体需要参数来设计制造。 水泵产品型谱的有限性和实际生产工况参数千差万别的多样性，必然会造成水泵性能参数和实际生产工艺需求及管路实际阻力之间的不完全匹配，这就导致水泵偏离高效运行区间；由于各种原因造成水泵负荷的变化也会导致水泵偏离高效区；这都会导致效率低下，造成能源浪费。 我们根据具体情况，采取各种措施消除工况偏移状况，使水泵重回高效区工作。 4、量身定做，专门设计制造，消除无用功耗。 设计院在工程设计时，一般没有对每台水泵的流量需求、管道阻力进行精确计算，普遍采用类比估算，为了安全可靠相对比较保守。
自力式压差控制阀详细介绍 ZY－4M系列自力式压差控制阀是一种不依靠外界动力而保持被控制系统压差恒定的水力工况平衡用阀，分供水型（G）和回水型（H）两种，用于城镇供热（空调）的水系统中，保持被控系统（一个小区、一栋楼宇、一个单元、一个用户、一台设备……）的压差为定值，尤其适用于自主调节，分室控温，分户计量的变流量系统。 功能特点 该阀为双阀瓣结构，阀杆不平衡力小，结构紧凑，用于供热（空调）水系统中，恒定被控系统的压差，并有以下的特点： 1、恒定被控系统压差； 2、支持被控系统内部自主调节；排除外网压差波动对被控系统的影响； 3、采用先进技术膜片，理论误差为零，且可承受0.8MPa的压差； 4、采用先进的无级调压结构，控制压差可调比可达25：1； 5、当被控系统内部无自主调节时，该阀即具备了自力式流量控制阀的功能，设定流量的方法； a、调节控制压差的大小； b、调节被控系统阻力的大小； 6、具备消除堵塞的功能，当控制压差最大时，阀门为全开状态，堵塞在双阀瓣处的污物会在介质压力下清除干净，方法是将导压管端的球阀关闭3－5分钟。 7、控制压差精度±5； 技术参数 1、公称压力1.6MPa（2.5 MPa预定）； 2、介质温度0~150℃； 3、工作压差范围0.04~0.4 MPa； 4、结构长度符合GB/T12221中“截止阀及止回阀的结构长度”中的优选尺寸。 5、法兰尺寸符合GB4216.2中灰铸铁法兰尺寸。 自力式压差控制阀在水系统中的几种不同安装方式 安装示意图
连接尺寸与流量系数表 选型 一、建议尽量不变径选用阀门； 二、根据量大流量和可能的最小工作压差计算所需的最大KV值，应小于阀门的最大KV值；
阀门的流量系数与流阻系数 （一）阀门的流量系数 阀门的流量系数是衡量阀门流通能力的指标，流量系数值越大，说明流体流过阀门时的压力损失越小。流量系数值随阀门的尺寸、型式、结构而变化，不同类型和不同规格的阀门都要分别进行试验，才能确定该种阀门的流量系数值。 1、流量系数的定义 流量系数表示流体流经阀门产生单位压力损失时的流体的流量。由于单位不同，流量系数有几种不同的代号和量值。 2、阀门流量系数的计算 （1）一般式 C=Q √ρ/Δp 式中C—流量系数； Q—体积流量；ρ—流体密度； Δp—阀门的压力损失 （2）Kv值的计算表 Kv= Q √ρ/Δp 式中Kv—流量系数(m2)； Q—体积流量(m3/h)；ρ—流体密度(kg/ m3)； Δp—阀门的压力损失(bar)。 （3）Cv值的计算表 Cv= Q √G/Δp 式中Cv—流量系数( Usgal/min÷（√1lbf/in2）)；Q—体积流量(USgal/min)；ρ—水的相对密度=1； Δp—阀门的压力损失(lbf/ in2)。
（4）Av值的计算表 Kv= Q √ρ/Δp 式中Kv—流量系数(m2)； Q—体积流量(m3/s)；ρ—流体密度(kg/ m3)；Δp—阀门的压力损失(Pa)。 （5）流量系数Av、Kv、Cv间的关系 Cv=1.17Kv Cv=10e6/24Av Kv=10e6/28Av 3、流量系数的典型数据及影响流量系数的因素 流量系数值随阀门的尺寸、型式、结构而变。对于同样结构的阀门，流体流过阀门的方向不同，流量系数值也有变化。阀门内部的几何形状不同，流量系数的曲线也不同。 阀门内部压力恢复的机理，与文丘里管的收缩和扩散造成的压力损失机理一样。当阀门内部的压降相同时，如阀门内压可以恢复，流量系数值就会较大，流量也就会大些。压力恢复与阀门内腔的几何形状有关，但更主要的是取决于阀塞、阀座的结构。 （二）阀门的流阻系数 流体通过阀门时，其流体阻力损失以阀门前后的流体压力降Δp表示。对于紊流流态的液体： Δp=ζu2ρ/2 式中Δp—被测阀门的压力损失（Mpa）； ζ—阀门的流阻系数；ρ—流体密度（kg/mm3）; u—流体在管道内的平均流速（mm/s）。
调节阀的流量计算 调节阀的流量系数Kv，是调节阀的重要参数，它反映调节阀通过流体的能力，也就是调节阀的容量。根据调节阀流量系数Kv的计算，就可以确定选择调节阀的口径。为了正确选择调节阀的口径，必须正确计算出调节阀的额定流量系数Kv值。调节阀额定流量系数Kv的定义是：在规定条件下，即阀的两端压差为10Pa，流体的密度为lg/cm，额定行程时流经调节阀以m/h或t/h的流量数。 1．一般液体的Kv值计算 a．非阻塞流 判别式：△P＜FL（P1－FFPV） 计算公式：Kv＝10QL 式中： FL－压力恢复系数，见附表 FF－流体临界压力比系数，FF＝－ PV－阀入口温度下，介质的饱和蒸汽压（绝对压力），kPa PC－流体热力学临界压力（绝对压力），kPa QL－液体流量m/h ρ－液体密度g/cm P1－阀前压力（绝对压力）kPa P2－阀后压力（绝对压力）kPa b．阻塞流 判别式：△P≥FL（P1－FFPV） 计算公式：Kv＝10QL 式中：各字符含义及单位同前 2．气体的Kv值计算 a．一般气体 当P2＞时
当P2≤时 式中： Qg－标准状态下气体流量Nm/h Pm-(P1+P2)/2(P1、P2为绝对压力)kPa △P＝P1－P2 G －气体比重（空气G＝1） t －气体温度℃ b．高压气体（PN＞10MPa） 当P2＞时 当P2≤时 式中：Z-气体压缩系数，可查GB/T 2624-81《流量测量节流装置的设计安装和使用》 3．低雷诺数修正（高粘度液体KV值的计算） 液体粘度过高或流速过低时，由于雷诺数下降，改变了流经调节阀流体的流动状态，在Rev<2300时流体处于低速层流，这样按原来公式计算出的KV值，误差较大，必须进行修正。此时计算公式应为： 式中：Φ―粘度修正系数，由Rev查FR－Rev曲线求得；QL－液体流量 m/h 对于单座阀、套筒阀、角阀等只有一个流路的阀 对于双座阀、蝶阀等具有二个平行流路的阀 式中：Kv′―不考虑粘度修正时计算的流量系 ν ―流体运动粘度mm/s FR －Rev关系曲线 FR-Rev关系图 4．水蒸气的Kv值的计算
暖通知识 计量收费主要通过三个途径宏观节能：首先是装设了流量调节阀，实现了流量平衡，进而克服了冷热不均现象；其次是通过温控阀的作用，利用了太阳能、家电、照明等设备的自由热；第三是提高了用热居民的节能意识，减少了开窗户等的无谓散热。而这三条节能途径，其中有二条都是通过流量调节阀来实现的。可见，流量调节阀，在计量收费的供热系统中，占有何等重要的地位。因此，如何正确的进行流量调节阀的选型设计，就显得非常重要。 一、温控阀 1、散热器温控阀的构造及工作原理 用户室内的温度控制是通过散热器恒温控制阀来实现的。散热器恒温控制阀是由恒温控制器、流量调节阀以及一对连接件组成，其中恒温控制器的核心部件是传感器单元，即温包。温包可以感应周围环境温度的变化而产生体积变化，带动调节阀阀芯产生位移，进而调节散热器的水量来改变散热器的散热量。恒温阀设定温度可以人为调节，恒温阀会按设定要求自动控制和调节散热器的水量，从而来达到控制室内温度的目的。温控阀一般是装在散热器前，通过自动调节流量，实现居民需要的室温。温控阀有二通温控阀和三通温控阀之分。三通温控阀主要用于带有跨越管的单管系统，其分流系数可以在0～100％的范围内变动，流量调节余地大，但价格比较贵，结构较复杂。二通温控阀有的用于双管系统，有的用于单管系统。用于双管系统的二通温控阀阻力较大；用于单管系统的阻力较小。温控阀的感温包与阀体一般组装成一个整体，感温包本身即是现场室内温度传感器。如果需要，可以采用远程温度传感器；远程温度传感器臵于要求控温的房间，阀体臵于供暖系统上的
某一部位。 2、温控阀的选型设计 温控阀是供暖系统流量调节的最主要的调节设备，其他调节阀都是辅助设备，因此温控阀是必备的。一个供暖系统如果不设臵温控阀就不能称之谓热计量收费系统。在温控阀的设计中，正确选型十分重要。温控阀的选型目的，是根据设计流量（已知热负荷下），允许阻力降确定KV值（流量系数）；然后由KV值确定温控阀的直径（型号）。因此，设计图册或厂家样本一定要给出KV值与直径的关系，否则不便于设计人员使用。 在温控阀的选型设计中，绝不是简单挑选与管道同口径的温控阀即完事大吉。而是要在选型的过程中，给选定的温控阀造成一个理想的压差工作条件。一个温控阀通常的工作压差在2～3mH2O之间，最大不超过6～10 mH2O。为此，一定要给出温控阀的预设定值的范围，以防止产生噪音，影响温控阀正常工作。当在同一KV值下，有二种以上口径的选择时，应优先选择口径小的温控阀，其目的是为了提高温控阀的调节性能。 二、电动调节阀 电动调节阀是适用于计算机监控系统中进行流量调节的设备。一般多在无人值守的热力站中采用。电动调节阀由阀体、驱动机构和变送器组成。温控阀是通过感温包进行自力式流量调节的设备，不需要外接电源；而电动调节阀一般需要单相220V电源，通常作为计算机监控系统的执行机构（调节流量）。电动调节阀或温控阀都是供热系统中流量调节的最主要的设备，其它都是其辅助设备。 三、平衡阀 平衡阀分手动平衡阀和自力式平衡阀。无论手动平衡阀还是自力式平衡阀，它们的作用都是使供热系统的近端增加阻力，
1 流量系数KV的来历 调节阀同孔板一样，是一个局部阻力元件。前者，由于节流面积可以由阀芯的移动来改变，因此是一个可变的节流元件；后者只不过孔径不能改变而已。可是，我们把调节阀模拟成孔板节流形式，见图2－1。对不可压流体，代入伯努利方程为： （1） 解出 命图2-1 调节阀节流模拟 再根据连续方程Q＝ AV，与上面公式连解可得： （2） 这就是调节阀的流量方程，推导中代号及单位为： V1 、V2 ——节流前后速度； V ——平均流速； P1 、P2 ——节流前后压力，100KPa； A ——节流面积，cm； Q ——流量，cm／S； ξ——阻力系数； r ——重度，Kgf／cm； g ——加速度，g = 981cm/s； 如果将上述Q、P1、P2 、r采用工程单位，即：Q ——m3/ h；P1 、P2 ——100KPa；r——gf/cm3。于是公式（2）变为： （3） 再令流量Q的系数为Kv，即：Kv ＝ 或（4）这就是流量系数Kv的来历。
从流量系数Kv的来历及含义中，我们可以推论出： （1）Kv值有两个表达式：Kv = 和 （2）用Kv公式可求阀的阻力系数ξ = （5.04A/Kv）×（5.04A/Kv）； （3），可见阀阻力越大Kv值越小； （4）；所以，口径越大Kv越大。 2 流量系数定义 在前面不可压流体的流量方程（3）中，令流量Q的系数为Kv，故Kv 称流量系数；另一方面，从公式（4）中知道：Kv∝Q ，即Kv 的大小反映调节阀流量Q 的大小。流量系数Kv国内习惯称为流通能力，现新国际已改称为流量系数。 2.1 流量系数定义 对不可压流体，Kv是Q、△P的函数。不同△P、r时Kv值不同。为反映不同调节阀结构，不同口径流量系数的大小，需要跟调节阀统一一个试验条件，在相同试验条件下，Kv的大小就反映了该调节阀的流量系数的大小。于是调节阀流量系数Kv的定义为：当 调节阀全开，阀两端压差△P为100KPa，流体重度r为lgf/cm(即常温水)时，每小时 流经调节阀的流量数（因为此时），以m/h 或t／h计。例如：有一台Kv ＝50的调节阀，则表示当阀两端压差为100KPa时，每小时的水量是50m／h。 Kv＝0.1，阀两端压差为167－（－83）＝2.50，气体重度约为1 .0×E（－6），每小时流量大约为158 m／h。＝43L/s=4.3/0.1s Kv＝0.1，阀两端压差为1.67，气体重度约为1 2.2 Kv与Cv值的换算 国外，流量系数常以Cv表示，其定义的条件与国内不同。Cv的定义为：当调节阀全开，阀两端压差△P为1磅／英寸2，介质为60°F清水时每分钟流经调节阀的流量数，以加仑／分计。 由于Kv与Cv定义不同，试验所测得的数值不同，它们之间的换算关系:Cv ＝ 1.167Kv （5）
负离子乳胶漆的研究及应用进展 摘要：介绍了空气中负离子的作用、负离子乳胶漆释放负离子的原理和国内外负离子乳胶漆产品的研发进展。 关键词：负离子;乳胶漆;负离子涂料 室内环境是人们接触最频繁、最密切的地方，据统计，已发现的室内空气污染物有300多种。空气负离子是空气中的中性分子结合电子而形成的带负电荷的气体离子。当空气中负离子浓度较高时，能抑制多种病菌的繁殖，降低血压和消除疲劳，促进人体的生长和发育，因而人们将空气负离子比喻为“空气中的维生素”。在环境评价中，空气负离子已成为衡量空气质量的一个重要参数。为了增加居住环境中的负离子浓度，人们采用了各种各样的方法(负离子发生器、人造瀑布、负离子织物等，目前采用最普遍和最有效的方法是涂刷负离子内墙乳胶漆。 1负离子的作用 当人们漫步在森林、瀑布或海滩的时候，会感觉到空气清新、心情舒畅，这是因为这些场所负离子浓度较大的缘故，经过人们多年的研究，总结出了负离子浓度同人体健康的关系(见表1)。 表1负离子浓度同人体健康的关系 2负离子乳胶漆释放负离子的机理 负离子涂膜在宏观上表面光洁致密，但在微观上是高分子纤维网结成的多孔膜。正是这种孔隙的存在，使得空气分子可以与乳胶漆中的填料颗粒作用(见图1)。
图1乳胶漆成膜后产生空气负离子示意 负离子具体释放机理为：空气中的水蒸气通过孔隙与涂层中的负离子粉体相接触，在负离子粉体的作用下发生如下反应： 3负离子乳胶漆的研究现状 负离子对人体和生态环境的重大作用已被国内外医学界广泛认可。随着工业的发展、环境污染日益严重，空气中负离子浓度越来越低，人类健康受到威胁。为了改善空气质量，增加空气中负离子的浓度，人们研制了各种产生负离子的仪器设备和材料。 3.1国外研究现状 国外对空气负离子研究较早，在1932年美国RCA公司的汤姆逊发明了世界上第一台医用空气负离子发生器，之后空气负离子研究在欧、美、日经历了很长时间的发展。但是由于负离子发生器有其不可避免的缺陷，如产生臭氧、氮氧化合物，以及采用高压放电引起的耗能和安全问题，人们开始考虑采用其他环保材料。日本学者Kubo发现电气石具有永久性自发电极，而且其表面电场可以电离空气中的水分子，并可添加到涂料、织物、陶瓷等物品中，生产具有负离子功能的生活用品。 日本、美国、韩国等国家对于负离子涂料的研究位居世界前列，日本立邦涂料采用丙烯酸系列树脂、阻燃材料、无机填充材料及水制成一种负离子涂料，其中添加的负离子粉体为电气石及电融稳定化氧化锆粉末，其涂刷房间中的负离子浓度为1200～2000个/cm3。日本涂料研究开发中心研制的三立漆采用多种无机材料组合而成，该涂料除了具有良好的涂膜性能外，还具有透气、凋湿、杀菌抗霉、净化空气及产生负离子的功能。日本神东涂料公司采用功能性人工陶瓷粉，经特殊处理后加入涂料，因其含有微弱放射性稀有元素，可以放出短
一、产品说明： 自力式流量调节阀是一种无需外加驱动能源，依靠被调介质自身的压力为动力源及其介质压力变化，按设定值，进行自动调节的节能型控制装置。它集检测、控制、执行诸多功能于一阀，自成一个独立的仪表控制系统。该产品由低流阻单座(套筒)阀体、压力平衡件、指挥器及执行机构组成。是符合国际标准的新一代阀门产品，其特点有： 1、无需外加驱动能源的节能型自控系统，设备费用低，适用于爆炸性环境； 2、结构简单，维护工作量小； 3、设定点可调且范围宽，便于用户在设定范围内连续调整流量； 4、指挥操作型较直接作用型动态响应快，精度高，可调比大。 5、阀内采用压力平衡机构，使调节阀反应灵敏、控制精确、允许压差大。该产品由于无需外来能源，产品结构简单，使用方便，维护工作量少等优点，特别适用于城市供热、供暖及无外界供电、供气且又需控制液体及气体流量的场合。如城市供暖站的流量控制、多用户流量控制等。 1、无需外加驱动能源的节能型自控系统．设备费用低； 2、结构简单．维护工作量小； 3、设定点可调且范围宽．便于用户在设定范围内连续调整流量； 4、指挥操作型较直接作用型动态响应快。精度高，可调比大； 5、阀内采用压力平衡机构，使调节阀反应灵敏、控制精确、允许压差大。 流量调节阀：V130D05(硬密封) V131D05(软密封) 二、自力式自控流量调节阀控制阀主要技术参数：
三、执行器主要技术参数： 四、性能指标： 五、允许压差： 六、自力式自控流量调节阀外形尺寸及重量：
订货须知： 一、①自力式自控流量调节阀产品名称与型号②自力式自控流量调节阀口径③自力式自控流量调节阀是否带附件二、若已经由设计单位选定公司的自力式自控流量调节阀型号，请按自力式自控流量调节阀型号 三、当使用的场合非常重要或环境比较复杂时,请您尽量提供设计图纸和详细参数， 相关产品： ZZWPE自力式电控温度调节阀 ZZYP自力式压力调节阀 ZZWP型自力式温度调节阀 <<阀门采购流程及注意事项>>： 1、询价应当找专业符合阀门产品的厂家，尽量找有实力的品牌或合作过的厂家，避免技术不成熟、价格昂贵、质量不过关、货期时间长。 2、提供准确详细的产品询价内容，最好提供设计院的图纸或相关资料。 3、寻找两到三家企业报价最为对比，并了解是否符合产品相关要求。 4、跟厂家确认质量达标问题、增值税发票问题、运费问题、包装方式问题、货期问题。 5、将准确的询价单及图纸提交给专业技术人员进行确认。 6、采购前先检查供应商的资质、产品检验报告、相关案例等。 7、下单时检查合同内的事项是否有跟变及是否符合要求，避免照成后续一些不必要的问题出现。 8、收到阀门后注意检查是否有合格书、标牌、质保书、检验报告、保修卡、产品说明书。 9、检查产品在适合在运输过程中照成损坏，是否有明显的质量问题。
浓溶液1稀溶液1加热热水冷水冷剂水浓溶液2稀溶液2冷却水 冷水出靶式流量计冷水进靶式流量计冷却水进靶式流量计蒸发温度1发生器温度2热水进口温度3溶晶管温度45蒸发器液位6自动抽气装置液位7冷却水进温度8冷水进温度冷水出口温度9热水出口温度
基本原理 溴化锂水溶液只是吸收剂，其中的水才是真正的制冷剂，利用水在高真空下低沸点汽化，吸收热量达到制冷目的。 首先由真空泵将机组抽至高真空状态，为低温下水的沸腾创造了必要条件。又由于溴化锂水溶液有低于冷剂水的沸点压力，两者之间存在压力差，所以后者具有了吸收水蒸气的能力，因此提供了使得冷剂水连续沸腾的可能性。 热水二段型机组由两个发生器、冷凝器、蒸发器和吸收器组成基本分开又有一定联系的两个独立制冷剂和吸收剂工作循环系统。热水、冷水和冷却水串联在两个循环系统之间，而且热水与冷水、冷却水相向而行，形成彼此间逆流热交换。 溶液泵将吸收器里的稀溶液经热交换器送到发生器里去，由热水将它加热浓缩成浓溶液，同时产生冷剂蒸汽。冷剂蒸汽在冷凝器中冷凝成冷剂水，其潜热由冷水带至机外。 冷剂水进入蒸发器后，由冷剂泵经布液器淋激在换热管表面。冷剂水吸收管内冷水的热量，低温沸腾再次形成冷剂蒸汽，与此同时制取低温冷水（本机组提供的冷源）浓缩后的浓缩液经换热器后直接进入吸收器，经布液器淋激于吸收器换热管上。浓溶液一方面吸收蒸发器所产生的冷剂蒸汽后，本身变成稀溶液，另一方面将吸收冷剂蒸发时释放出来的吸收热量转移至冷却水中。 制冷循环是溴化锂水溶液在机内由稀变浓再由浓变稀和冷剂水由液态变汽态再由汽态变液态循环。两个循环同时进行，周而复始。 热交换器是高、低温溶液间相互进行热量交换的设备，有利于提高机组的热效率。
自力式温控阀(铸钢)SLZW型的详细说明 SLZW型自力式温度调节阀不需外界能源而进行温度自动调节。它适用于蒸汽、热水、热油等为介质的各种换热工况。广泛应用于供暖、空调、生活热水中的温度自动调节，以及特殊工况的温度自动调节，如化工、纺织、制药等生产工程。 济南工达生产的-自力式温控阀 一、工作原理： 自力式温度调节阀利用液体受热膨胀及液体不可压缩的原理实现自动调节。温度传感器内的液体膨胀是均匀的，其控制作用为比例调节。被控介质温度变化时，传感器内的感温液体体积随着膨胀或收缩。被控介质温度高于设定值时，感温液体膨胀，推动阀芯向下关闭阀门，减少热媒的流量；被控介质的温度低于设定值时，感温液体收缩，复位弹簧推动阀芯开启，增加热媒的流量。 二、使用特点： 1. 安装简单。 2.无需电源气源。 3.调节设定简易。 4.平衡阀芯设计 自力式压差控制阀不需外来能源，依靠被调介质自身压力变化进行自动调节，自动消除管网的剩余压头及压力波动引起的流量偏差，恒定用户进出口压差，有助于稳定系统运行，自力式压差控制阀特别适用分户计量或自动控制系统中。自力式压差控制阀不需外来能源，依靠被调介质自身压力变化进行自动调节，自动消除管网的剩余压头及压力波动引起的流量偏差，恒定用户进出口压差，有助于稳定系统运行，自力式压差控制阀特别适用分户计量或自动控制系统中。自力式压差控制阀的性能特点：自力式压差控制阀为双瓣结构，阀杆不平衡力小，结构紧凑，用于供热（空调）水系列中，恒定被控制系统的压差，并有以下的特点： 1、恒定被控制系统压差； 2、支持被控系统内部自主调节； 3、吸收外网压差波动； 4、采用先进的无级调压结构，控制压差可调比可达25：1； 5、具备自动消除堵塞功能; 6、法兰尺寸符合GB4216.2中灰铸铁法兰尺寸。 自力式压差控制阀的技术参数：1、公称压力：1.6MPa； 2、介质温度：0-150℃； 3、工作压差范围：0.02-0.3MPa； 4、控制压差设定值：0.02MPa；控制压差可调范围0.02-0.3MPa；
Prob-20 蒸馏塔设计算例(1) 1、工艺条件 有一泡点物料， F=100kgmol/hr；物料组分和组成如下： 进料组分和组成 C5H12 C4H10 C3H8 组分 C2H6 组成（mol%） 1 79 12 8 2、设计要求 试设计蒸馏塔，将C3和C4分离；塔顶物料要求butane浓度小于0.1％， 塔釜物料要求propane浓度小于0.1％； 试确定该物料的进塔压力；塔的操作压力，理论板数，进料位置，回流比， 冷凝器及再沸器热负荷； 公用工程条件：冷却水30℃，蒸气4kg/cm2(温度143℃)； 冷凝器设计要求热物料入口温度与水进口温之差大于10℃，水的允许温升 为10℃；再沸器冷物料入口温度与蒸气进口温差大于15℃。 塔的回流比取最小回流比的1.2倍。 模拟计算采用SRK方程； 3、塔简化法提示 简化法塔的操作压力无填写对话框，故进料的压力即默认为操作压力。 4、简化计算说明 （1） 须根据公用工程条件确定操作压力，即塔顶冷凝器须采用冷却水冷却，故塔顶上升气相温度应不低于40℃；塔釜再沸器采用蒸气加热，进再沸器 物料温度不得高于128℃。操作压力可以采用简化法试算，即先假设一操 作压力，若温度未满足要求则调整压力，直至温度要求满足为止。 （2） 采用简化法，求理论塔板数和回流比 先假设操作压力8kg/cm2,简化法计算如下图及表所示： 计算结果表明塔顶、塔釜温度分别为16℃和80.4℃，均不满足要求，故
须提高塔的操作压力。 Stream Name Stream Description Phase Temperature Pressure Flowrate Composition ETHANE PROPANE BUTANE PENTANE C KG/CM2 KG-MOL/HR S1 Liquid 23.570 8.000 100.000 0.010 0.790 0.120 0.080 S2 Liquid 16.021 8.000 80.060 0.012 0.987 0.001 0.000 S3 Liquid 80.430 8.000 19.940 0.000 0.001 0.598 0.401 （3） 再假设操作压力16kg/cm2，进行简化计算，结果如下表： Stream Name Stream Description Phase Temperature Pressure Flowrate Composition ETHANE PROPANE BUTANE PENTANE C KG/CM2 KG-MOL/HR S1 Liquid 53.643 16.000 100.000 0.010 0.790 0.120 0.080 S2 Liquid 44.246 16.000 80.060 0.012 0.987 0.001 0.000 S3 Liquid 114.992 16.000 19.940 0.000 0.001 0.598 0.401 简化计算结果塔顶、塔釜温度分别为44.2℃和115℃，均满足要求，故设定压力合适。 简化计算的详细结果如下： MINIMUM REFLUX RATIO 1.07745 FEED CONDITION Q 1.00000 FENSKE MINIMUM TRAYS 16.76383 OPERATING REFLUX RATIO 1.20 * R-MINIMUM
1、流量系数计算公式 表示调节阀流量系数的符号有C、Cv、Kv等，它们运算单位不同，定义也有不同。 C-工程单位制（MKS制）的流量系数，在国内长期使用。其定义为：温度5-40C的水，在1kgf/cm2压降下, 1小时内流过调节阀的立方米数。 Cv夬制单位的流量系数，其定义为：温度60 C F （15.6 C）的水，在1b/in2（7kpa）压降下，每分钟流过调节阀的美加仑数。 Kv-国际单位制（SI制）的流量系数，其定义为：温度5-40 C的水，在10Pa （）压降下，1小时流过调节阀的立方米数。 注：C Cv、Kv之间的关系为Cv=, Kv=1.01C 国内调流量系数将由C系列变为Kv系列。 （1）Kv值计算公式（选自《调节阀口径计算指南》） ①不可压缩流体（液体）（表1-1） Kv值计算公式与判别式（液体） ^1-1流动工况隹m塞锹1 朋J式Ap 丫 F f{pa-Fipy} 计算公式 0.01 Wi.__ O-OW L (pi-Ffp )爺注 低雷诺数修正：流经调节阀流体雷诺数Rev小于104时，其流量系数Kv需要用雷 诺数修正系数修正，修正后的流量系数为： JCvL= 在求得雷诺数Rev值后可查曲线图得FR值。 计算调节阀雷诺数Rev公式如下： 对于只有一个流路的调节阀，如单座阀、套筒阀，球阀等： 对于有五个平行流路调节阀，如双座阀、蝶阀、偏心施转阀等707(X)Q L 如 /尸】tv 494WQ L 甘亦
F R --雷诺数系数，根据 ReV 值可计算出; QL--液体体积流量，m 3/h v-运动粘度，10-5m 2/s ② 可压缩流体（气体、蒸汽）（表1-2） Kv 值计算公式与判别式（气体、蒸气） 尸F 关系曲线 文字符号说明: P1--阀入口取压点测得的绝对压力， MPa ; P2--阀出口取压点测得的绝对压力， MPa △ P--阀入口和出口间的压差，即（ P1-P2), MPa ； Pv--阀入口温度饱和蒸汽压（绝压），MPa ; Pc--热力学临界压力（绝压），MPa ; F F --液体临界压力比 系数， ft-0.96-0.28 F L --液体压力恢复系数 P L --液体密度，Kg/cm 3 W L --液体质量流量，kg/h , 表1-2
调节阀口径计算 1、口径计算原理 在不同的自控系统中，流量、介质、压力、温度等参数千差万别，而调节阀的流量系数又是在100KPa 压差下,介质为常温水时测试的，怎样结合实际工作情况决定阀的口径呢？显然，不能以实际流量与阀流量系数比较（因为压差、介质等条件不同），而必须进行K V值计算。把各种实际参数代入相应的K V值计算公式中，算出Kv值，即把在不同的工作条件下所需要的流量转化为该条件下所需要的K V值，于是根据计算出的Kv值与阀具有的Kv值比较，从而决定阀的口径，最后还应进行有关验算，进一步验证所选阀是否能满足工作要求。 2 、口径计算步骤 从工艺提供有关参数数据到最后口径确定，一般需要以下几个步骤： （1）计算流量的确定。根据现有的生产能力、设备负荷及介质的状况，决定计算的最大工作流量Qmax 和最小工作流量Qmin。 （2）计算压差的决定。根据系统特点选定S值，然后决定计算压差。 （3）Kv值计算。根据已决定的计算流量、计算压差及其它有关参数，求出最大工作流量时的Kvmax。 （4）初步决定调节阀口径，根据已计算的Kvmax，在所选用的产品型式系列中，选取大于Kv-max并与其接近的一档Kv值，得出口径。 （5）开度验算。 （6）实际可调比验算。一般要求实际可调比应大于10。 （7）压差校核（仅从开度、可调比上验算还不行，这样可能造成阀关不死，启不动，故我们增加此项）。 （8）上述验算合格，所选阀口径合格。若不合格，需重定口径（及Kv值），或另选其它阀，再验算至合格。 3 、口径计算步骤中有关问题说明 1）最大工作流量的决定 为使调节阀满足调节的需要，计算时应考虑工艺生产能力、对象负荷变化、预期扩大生产等因素，但必须防止过多地考虑余量，使阀口径选大；否则，不仅会造成经济损失、系统能耗大，而且阀处小开度工作，使可调比减小，调节性能变坏，严重时还会引起振荡，使阀的寿命缩短，特别是高压调节阀，更要注意这一点。现实中，绝大部分口径选大都是此因素造成的。 2）计算压差的决定——口径计算的最关键因素
自力式调节阀依靠流经阀内介质自身的压力、温度作为能源驱动阀门自动工作，不需要外接电源和二次仪表。这种自力式调节阀都利用阀输出端的反馈信号（压力、压差、温度）通过信号管传递到执行机构驱动阀瓣改变阀门的开度，达到调节压力、流量、温度的目的。这种调节阀又分为直接作用式和间接作用式两种。 自力式流量调节阀从结构上说，是一个双阀组合，即由一个手动调节阀组和自动平衡阀组组成。手动调节阀组的作用是设定流量，自动平衡阀组的作用是维持流量恒定。 蒸汽调节阀对于手动调节阀组来说，流量G=P2-P3式中Kv为手动调节阀阀口的流量系数，P2-P3为手动调节阀阀口两侧的压差。Kv的大小取决于开度，开度固定，Kv即为常数，那么只要P2-P3不变，则流量G不变。而P2-P3的恒定是由自动平衡阀组控制的。比如进出口压差P1-P3增大，则通过感压膜和弹簧的作用使自动平衡阀组关小，使P1-P2增大，从而维持P2-P3的恒定；反之P1-P3减小，则自动平衡阀组开大，使P1-P2减小，维持P2-P3的恒定。手动调节阀组的每一个开度对应一个流量，开度和流量的关系由试验台试验标定，并配有开度的显示和锁定装置。 自力式流量控制阀的作用是在阀的进出口压差变化的情况下，维持通过阀门的流量恒定，从而维持与之串联的被控对象（如一个环路，一个用户，一台设备等，下同）的流量恒定，自力式流量控制阀的名称较多，如自力式流量平衡阀，定流量阀，自平衡阀，动态流量平衡阀等，各种类型的自力式流量控制阀，结构各有相异，但工作原理相似。 电动调节阀自力工流量控制阀是一个新的调节阀种类，相对于手动调节阀，它的优点是能够自动调节；相对于电动调节阀，它的优点是不需要外部动力，应用实践证明，在闭式水循环系统（如热水供暖系统，空调冷冻系统）中，正确使用这种阀门，可以很方便地实现系统的流量分配；可以实现系统的动态平衡；可以大大简化系统的调试工作；可以稳定泵的工作状态等。因此，自力式调节阀在供热空调工程中有着广阔的应用前景。 自力式流量控制阀安装调试： 1、介质流动方向应与阀体的流向箭头一致； 2、安装后根据与其串联管路的需求设定流量； 3、检查阀门两端的压差是否在工作压差范围； 4、尽可能避免阀门在最小流量状态下工作； 5、弹簧罩上没有排污螺钉，应定期排污。气动调节阀 上海沪禹泵阀设备有限公司，位于上海市金山工业区亭枫公路3976号，是一家致力于科研、生产、销售、服务于一体的专业生产企业，现有职工89人，工程技术人员6人，其中搞中技术人员2人。公司自创建以来一贯坚持以质量求生存，以信誉求发展的经营理念，科学、进取、务实、创新的企业文化，贯彻质量就是企业的生命的原则，制定了严格的质量措施，以强大的品质保证，为市场提供搞品质产品。公司主导产品有：气动调节阀、电动调节阀、气动阀门、电动阀门、球阀、蝶阀、电磁阀、过滤器、截止阀、止回阀、闸阀等十三个系列300多个品种，产品广泛应用于石油、化工、制药、轻工、食品、环保、造纸等行业，优质的质量赢得了客户的一致好评和信赖。
第六章 蒸馏（14学时） 教学目的：通过本章学习，掌握蒸馏的原理、精馏过程计算和优化。教学重点：精馏原理、精馏装置作用精馏分离过程原理及分析 教学难点：精馏原理，部分气化和部分冷凝在实际精馏操作中有机结合的过程。 教学内容： 第一节概述 1、易挥发组分和难挥发组分 液体均具有挥发性，但各种液体的挥发性各不相同。通常沸点较低的组 分挥发性强，称为易挥发组分，沸点较高的组分挥发性较弱，称为难挥 发组分，因此液体混合物加热部分汽化时所生成的气相组成和液相组成 必有差异。利用这一差异，就可将液体混合物分离。 易挥发─沸点低─轻组分 难挥发─沸点高─重组分 2、蒸馏：根据混合液中各组分挥发度的差异而达到分离的单元 按操作方式：可分为间歇蒸馏和连续蒸馏。生产中以连续蒸馏为主，间歇蒸馏只用于小规模的场合。 2、按蒸馏方法：简单蒸馏、平衡蒸馏(闪蒸)(易分离或分离要求不高的物系) 精馏(各种物系得到较纯的产品) 特殊精馏(很难分离或普通精馏不能完成的物系) 3、按操作压力：常压(一般情况)；减压(沸点高且热敏性)；加压（常温常压下呈气态，沸点低，冷凝困难）。 双组分和多组分：双组分是多组分的特殊情况；多组分（多用于工业上）。 石油加工：苯、甲苯、二甲苯的分离。 造酒：从发酵的醪液中提取饮料酒。 合成材料：从反应的混合物中提出高纯度的单体（苯乙烯、氯乙稀） 第二节 双组分溶液的汽掖相平衡 本节重点：气液两相平衡物系的自由度、理想溶液和拉乌尔定律 本节难点：汽液相组成与温度（泡点、露点）的关系
6-1 溶液的蒸气压及拉乌尔定律 1、理想溶液：指其中各个组分都在全部浓度范围内服从拉乌尔定律 2.拉乌尔定律：设在纯液体A中逐渐加入较难挥发的溶液B，形成A、B的溶液，当A的平衡分压（蒸汽压）P A仅仅由于被B所释放而降低，则：p A = p A o? x A p A o─纯液体A的蒸汽压；x A─溶液中组分A的摩尔分率。 同理，将拉乌尔定律用于组分B为：p B=p B o x B 3.道尔顿分压定律: p = p A + p B p A = p A o x A = p A o x p B = p B o (1-x) 精馏原理是根据图所示的t-x-y图，在一定的压力下，通过多次部分气 化和多次部分冷凝使混合液得以分离，以分别获得接近纯态的组分。 理论上多次部分气化在液相中可获得高纯度的难挥发组分，多次部分冷凝在气相中可获得高纯度的易挥发组分，但因产生大量中间组分而使产品量极少，且设备庞大。工业生产中的精馏过程是在精馏塔中将部分气化过程和部分冷凝过程有机结合而实现操作的。 6-2 精馏装置流程 一、精馏装置流程：典型的精馏设备是连续精馏装置，包括精馏塔、冷凝器、再沸器等，如图所示。用于精馏的塔设备有两种，即板式塔和填料塔，但常采用的
阀门流量计算方法 如何使用流量系数 How to use Cv 阀门流量系数(Cv)是表示阀门通过流体能力的数值。Cv越大，在给定压降下阀门能够通过的流体就越多。Cv值1表示当通过压降为1 PSI时，阀门每分钟流过1加仑15o C的水。Cv值350表示当通过压降为1 PSI时，阀门每分钟流过350加仑15o C的水。 Valve coefficient (Cv) is a number which represents a valve's ability to pass flow. The bigger the Cv, the more flow a valve can pass with a given pressure drop. A Cv of 1 means a valve will pass 1 gallon per minute (gpm) of 60o F water with a pressure drop (dp) of 1 PSI across the valve. A Cv of 350 means a valve will pass 350 gpm of 60o F water with a dp of 1 PSI. 公式1 FORMULA 1 流速：磅/小时(蒸汽或水) FLOW RATE LBS/HR (Steam or Water) 在此： Where:
dp = 压降，单位：PSI dp = pressure drop in PSI F = 流速，单位：磅/小时 F = flow rate in lbs./hr. = 比容积的平方根，单位：立方英尺/磅 (阀门下游) = square root of a specific volume in ft3/lb. (downstream of valve) 公式2 FORMULA 2 流速：加伦/分钟(水或其它液体) FLOW RATE GPM (Water or other liquids) 在此： Where: dp = 压降，单位：PSI dp = pressure drop in PSI Sg = 比重 Sg = specific gravity Q = 流速，单位：加伦/分钟 Q = flow rate in GPM 局限性 LIMITATIONS 上列公式在下列条件下无效： Above formulas are not valid under the following conditions: a.对于可压缩性流体，如果压降超过进口压力的一半。 For compressible fluids, where pressure drop exceeds half the inlet pressure.