截止阀基础知识与设计计算

截止阀设计计算说明引言：截止阀是一种用于控制管道流体流量的装置，广泛应用于工业生产、建筑和民用水管道系统中。

设计合理的截止阀能够确保系统的正常运行，同时提高管道的可靠性和安全性。

本文将对截止阀的设计进行详细说明，并给出计算方法。

设计要求：在进行截止阀设计之前，我们需要明确以下设计要求：1. 阀内最大压力 P_max 和最小压力 P_min。

2.阀门的公称通径DN。

3.流体的工作温度T和密度ρ。

4. 适用的流量范围 Q_min～Q_max。

计算步骤：1. 首先，根据流量范围 Q_min～Q_max，确定截止阀的流量特性。

一般情况下，截止阀是调节阀的一种，可以分为等百分比和线性两种类型。

等百分比阀是指在截止阀开度为 n 时，流量占全开时流量的百分比保持不变。

线性阀则是指在截止阀开度为 n 时，流量占全开时流量的百分比与开度成正比。

选择合适的流量特性有利于系统流体的稳定控制。

2.根据流体的工作温度T和密度ρ，计算出流体在截止阀内的流速v。

流速可以通过下列公式计算：v=Q/(π*d^2/4)其中，Q是截止阀的流量，d是截止阀的通径。

3.计算截止阀的卡宾数计算。

卡宾数是流体流动特性的无量纲参数，表示了流体在节流过程中发生的压力损失情况。

卡宾数可以通过下列公式计算：C=ΔP/(0.5*ρ*v^2)其中，ΔP是截止阀两端的压力差。

4.根据截止阀的流量特性和卡宾数，选择合适的阀门结构。

截止阀的结构种类繁多，常见的有旋启式、活塞式、角阀式等。

不同结构的截止阀在流量控制和压力损失方面有不同的性能表现，需要根据实际情况进行选择。

5.计算截止阀的阻力系数K。

阻力系数是表示流体通过截止阀时发生的总压力损失的无量纲参数。

可以通过下列公式计算：K=0.033*(β/d)^4其中，β是截止阀开度，d是截止阀的通径。

6.根据截止阀的阻力系数K和流量Q，计算截止阀的压力损失ΔP。

根据下列公式计算：ΔP=K*(ρ*v^2)/27. 根据截止阀的最大压力 P_max 和最小压力 P_min，计算截止阀的耐压能力。

截止阀力矩计算截止阀力矩是指在关闭截止阀时所需施加的力矩。

截止阀是工业中常见的一种阀门，用于控制流体的流量和压力。

在使用截止阀时，需要通过施加一定的力矩才能将阀门关闭，以阻止流体的流动。

截止阀力矩的计算是为了确定在关闭截止阀时所需施加的力矩大小，以便选择合适的驱动装置和操作方式。

该力矩的大小取决于多个因素，包括阀门的尺寸、阀门的设计类型、阀门材料的摩擦系数、流体的压力和温度等。

阀门的尺寸对截止阀力矩有直接影响。

一般来说，较大尺寸的阀门需要施加更大的力矩才能关闭。

这是因为较大的阀门需要克服更大的流体压力和惯性力才能关闭。

阀门的设计类型也会对截止阀力矩产生影响。

常见的截止阀设计类型包括闸阀、蝶阀和旋塞阀等。

不同类型的阀门具有不同的结构和工作原理，因此其力矩计算方法也会有所不同。

阀门材料的摩擦系数也是影响截止阀力矩大小的因素之一。

摩擦系数反映了阀门材料表面的粗糙程度和润滑情况，摩擦系数越大，需要施加的力矩也就越大。

流体的压力和温度也会对截止阀力矩产生影响。

高压和高温的流体对阀门的关闭力矩要求更高，因为流体的压力和温度会增加阀门内部的压力和热胀冷缩效应，增加阀门关闭的阻力。

为了计算截止阀力矩，可以通过以下步骤进行：1. 确定阀门的尺寸和设计类型。

根据所使用的阀门标准和规范，确定阀门的口径和设计类型，如闸阀、蝶阀或旋塞阀等。

2. 确定阀门材料的摩擦系数。

根据阀门材料的类型和表面处理情况，查阅相关资料或进行实验，确定阀门材料的摩擦系数。

3. 确定流体的压力和温度。

根据工艺流程和设计要求，确定流体的压力和温度。

4. 使用截止阀力矩计算公式。

根据所使用的阀门类型和设计标准，选择合适的截止阀力矩计算公式进行计算。

这些公式一般包括阀门尺寸、摩擦系数、流体压力和温度等参数。

5. 进行力矩计算。

根据所选用的公式和已知参数，进行力矩计算。

计算结果将给出所需的截止阀力矩大小。

通过以上步骤，可以计算出截止阀关闭所需的力矩大小。

截止阀流量系数截止阀作为一种常见的流体控制设备，在工业领域中得到了广泛的应用。

其中，流量系数是一个重要的性能指标，它反映了阀门在控制流量过程中的性能表现。

本文将探讨截止阀流量系数的概念、影响因素、计算方法以及提高措施，以期为工程实践中阀门的选择和使用提供参考。

一、概述截止阀流量系数的概念截止阀流量系数，又称阀门系数或流量系数，用Cv表示。

它是指在一定的阀门开度、介质性质和压力条件下，阀门所能实现的流量与理论最大流量之比。

流量系数是一个综合性指标，它反映了阀门在调节流量时的开度变化、压力损失和流量稳定性等方面的性能。

二、影响截止阀流量系数的因素1.阀门的开度：阀门的开度直接影响到阀门的通流能力，进而影响流量系数。

通常情况下，阀门开度越大，流量系数越大；阀门开度越小，流量系数越小。

2.阀门的设计参数：阀门的设计参数包括阀门的开度范围、阀门的开闭速度、阀门材质等。

设计参数的优化可以提高阀门的流量系数。

3.介质的性质：介质的性质对阀门的流量系数有很大的影响。

例如，黏度较大的介质会导致阀门的流量系数降低；含有固体颗粒的介质会磨损阀门，从而影响流量系数。

4.系统的压力：系统压力对阀门的流量系数也有影响。

一般情况下，系统压力越高，阀门的流量系数越大。

三、截止阀流量系数的计算方法截止阀流量系数的计算方法主要依据阀门的开度、阀门的设计参数和介质的性质等因素进行。

目前，常见的计算方法有四种：经验公式法、理论计算法、实验测定法和数值模拟法。

具体计算方法应根据实际情况和需求选择。

四、提高截止阀流量系数的措施1.合理选择阀门类型和设计参数：根据实际工况和需求，选择适合的阀门类型和设计参数，以提高阀门的流量系数。

2.优化系统配置：合理布局管道、阀门和泵等设备，降低系统阻力，提高流量系数。

3.调整介质性质：通过改变介质的物理和化学性质，降低介质对阀门的影响，提高流量系数。

五、结论截止阀流量系数是衡量阀门性能的重要指标。

了解流量系数的影响因素和计算方法，以及采取相应的提高措施，对于工程实践中阀门的选择和使用具有重要的指导意义。

截止阀基础知识与设计计算截止阀（Gate Valve）是一种常用的流体控制阀门，广泛应用于石油、化工、电力、冶金等工业领域。

本文将介绍截止阀的基础知识和设计计算。

一、截止阀基础知识1.截止阀的原理和结构截止阀是通过旋转阀门来控制流体的流通。

其主要由阀体、阀盖、阀杆、阀座和阀瓣等组成。

当阀门关闭时，阀瓣与阀座紧密接触，阻断流体的流通；当阀门开启时，阀瓣与阀座分离，使流体得以流通。

2.截止阀的分类截止阀可分为平板式截止阀、单门式截止阀和双门式截止阀。

其中平板式截止阀适用于中小口径的管道，单门式截止阀适用于中大口径的管道，双门式截止阀适用于大口径的管道。

3.截止阀的优缺点截止阀的优点是结构简单、密封性好、流阻小，适用于高温高压条件下的流体控制；缺点是启闭力大、开启维护麻烦，对垂直管道中的流体流动有一定影响。

二、截止阀的设计计算1.阀门的大小选择选择阀门的大小，需要考虑流量系数和压力损失。

流量系数通过实际试验或根据流体的参数计算得出，可根据不同的应用领域选择相应的流量系数。

压力损失可以通过管道阻力计算公式进行估算。

2.阀门的材质选择根据工作介质的性质，选择合适的阀门材质。

常见的材质有碳钢、不锈钢、合金钢等。

对于特殊介质，还需要注意选择耐腐蚀材料。

3.阀门密封面设计阀瓣与阀座的密封面设计要保证良好的密封性，减小泄漏量。

常见的密封方式有金属对金属密封、金属对弹性材料密封和弹性材料密封。

4.阀门的操作力计算设计阀门的操作力是为了保证正常的开启和关闭操作。

操作力的计算应考虑阀门的结构参数以及对流体产生的作用力。

5.阀门的安装与维护阀门的安装应根据施工要求进行，注意阀门的定位和固定，防止阀门因震动而松动。

平时要注意阀门的维护保养，定期检查阀门的密封性和操作性。

总结：截止阀是一种常用的流体控制阀门，其基础知识包括原理结构、分类和优缺点等；设计计算包括阀门大小选择、阀门材质选择、密封面设计、操作力计算以及安装与维护等。

截止阀设计计算书(J41H-64C-DN200)
编制:刘斌文
审核:王学敏
上海上冶阀门制造有限公司
目录
一、壳体最小壁厚验算 (1)
二、密封面上总作用力及比压 (1)
三、中法兰螺栓强度验算 (3)
四、阀体中法兰强度验算 (6)
五、阀杆强度验算 (1)
六、阀瓣强度验算 (1)
参考文献
2
v1.0 可编辑可修改
式中：[б]—常温下螺栓材料的许用应力（MPa ）
查表[б] =[б]t =137MPa Aa= 137=
（3）设计时给定的螺栓总截面积 Ab= nd min 2 = ×12×272= （4）比较：需要的螺栓总截面积Am=max （Aa ，Ap ） =5959 mm 2显然 Ab>Am 故：螺栓强度校核合格 四、中法兰厚度验算 t e ’= []22
11.35n Wbx
a bn
σ-
式中：t e ’—计算的法兰厚度（mm ） X —螺栓中心到法兰根部的距离（mm ） X=25(设计给定) [б1 ]—材料径向许用弯曲应力（MPa ）
[б1 ]=61MPa(查表3-3) a n —垫片压紧力作用中心长轴半径（mm ） a n=125mm(设计给定) b n —垫片压紧力作用中心短轴半径（mm ） b n=125mm(设计给定) Wb —螺栓综合力 据前页计算得出为816400N t e ’= 22
1.358164002561125125⨯⨯+ =
设计说明与计算过程
Aa=
Ab=
Am=5959 mm 2
t e ’ = t e =45mmn
结果
6。

目录
阀体壁厚验算 (2)
密封面上总作用力及计算比压 (3)
阀杆强度验算 (4)
阀杆头部强度验算 (6)
阀瓣强度验算 (7)
中法兰螺栓强度验算 (8)
阀盖强度验算 (9)
参考资料
1、GB/T12235-2007………………………………………………………截止阀标准
2、GB/T12221-2005……………………………………………………阀门结构长度
3、化学工业出版社…………………………………………………《机械设计手册》
4、机械工业出版社……………………………………………《实用阀门设计手册》
说明
1、以公称压力作为计算压力
2、对壳体壁厚的选取，在满足计算壁厚的前提下，按相关标准取壳体最小壁厚且圆整整
数，以及裕度。

3、涉及的材料许用应力值按-29～425℃时选取
4、适用介质为水、油、气等介质
5、不考虑地震载荷、风载荷等自然因数
6、瞬间压力不得超过使用温度下允许压力的1.1倍
7、管路中应安装安全装置，以防止压力超过使用下的允许压力。

针型截止阀计算书
一、设计概述
针型截止阀是一种常用的管道阀门，主要用于切断或调节管道中的介质流量。

在本计算书中，我们将对针型截止阀的主要参数进行计算和校核，以确保其性能和安全性。

二、主要参数
1. 阀门型号：针型截止阀
2. 管道规格：DN100
3. 介质：水
4. 工作压力：
5. 工作温度：-20℃~100℃
6. 连接方式：法兰连接
三、计算与校核
1. 阀门口径计算
根据管道规格DN100，选用符合标准的法兰连接方式，确定阀门口径为
Φ108mm。

2. 阀杆直径计算
考虑到阀杆的强度和密封性，选用符合标准的碳钢材料，阀杆直径为
Φ18mm。

3. 阀座直径计算
根据阀门型号和规格，确定阀座直径为Φ102mm。

4. 工作压力校核
阀门的工作压力为，小于标准要求的最大工作压力（），因此阀门能够承受工作压力的要求。

5. 工作温度校核
阀门的工作温度范围为-20℃~100℃，符合标准要求的温度范围（-
40℃~250℃），因此阀门能够承受工作温度的要求。

6. 密封性能校核
根据阀门型号和规格，选用符合标准的密封材料，确保阀门具有良好的密封性能。

同时，对阀门进行气密性试验，确保阀门无泄漏。

7. 强度校核
对阀门进行强度校核，确保阀门在承受工作压力和温度变化时不会发生变形或损坏。

四、结论
通过以上计算和校核，可以得出结论：所选针型截止阀符合设计要求，能够满足使用条件。

在使用过程中，应定期检查和维护阀门，确保其正常工作和安全性。

阀门基础知识阀门基础知识⼀、阀门的概况阀门在国民经济中⽆所不有，它与⽣产、建设、国防和⼈民⽣活都有着密切关系。

⽐如在⽯油、天然⽓、煤炭、矿⼭的开采、提炼和输送；化⼯、医药、轻⼯、造纸、⾷品的加⼯；⽔电、⽕电、核电的电⼒系统；农业灌溉；冶⾦系统；城市和⼯业企业的给排⽔，供热、供⽓、排污系统；船舶、车辆、航天、国防系统；各种运动机械的流体系统等等均离不开阀门产品。

阀门安装在各种管路系统中，作为⼀种管路附件，主要⽤来控制流体的压⼒、流量和流向，⽐如截断、调节、⽌回、分流、安全、减压等。

实际上由于流体的压⼒、温度、流量及化学物理性质不同，对流体系统控制要求和使⽤要求也不同。

正是由于阀门的特殊性，也决定了阀门的复杂性，所以阀门的种类和数量之⼤是任何⼀种机械产品⽆法⽐拟的。

为了对阀门有⼀个系统、概况的了解，下⾯对⼏个基本知识阐述如下：⼀）、阀门的分类阀门的种类繁多，国内外对阀门的分类⽅法也很多，为了掌握阀门的类别，⽬前国内外最常⽤的分类⽅法是按⼯作原理、作⽤、按结构不同来划分。

即将阀门分为：闸阀、截⽌阀、⽌回阀、球阀、蝶阀、旋塞阀、隔膜阀、安全阀、疏⽔阀、节流阀、减压阀和调节阀。

在此基础上，每种阀门⼜因连接⽅式、压⼒、温度、⼝径、介质、驱动⽅式等参数的不同⽽派⽣出不同的结构。

⼆）、阀门具备的基本性能阀门具备的最基本性能是强度，其次是针对不同的阀类应具备密封功能、调节功能、动作性能（如安全阀、疏⽔阀的起跳性能，减压阀的动作灵敏性等）和流通性能（如阀门的流量、流阻性能等）。

三）阀门的结构组成对任何⼀种阀门，不管其结构如何复杂，基本上可概括为以下⼏部分组成：1）、承压件：如阀体、阀盖等零件；2）、关闭件：如闸板、阀瓣、球体等零件；3）、密封件：如密封副、法兰间、圆柱⾯间的密封零件；4）、运动机构：如使关闭件达到需要动作的螺旋传动，往复运动，凸轮传动等；5）、驱动装置：驱动阀门关闭件运动的电动、⽓动、液动、电液联动、⽓液联动、齿轮传动、⼿轮传动等装置；6）、紧固件：将阀门零件连接在⼀起的螺栓、螺母等零件。

截止阀的启闭件是塞形的阀瓣，密封面呈平面或锥面，阀瓣沿流体的中心线作直线运动。

阀杆的运动形式，有升降杆式（阀杆升降，手轮不升降），也有升降旋转杆式（手轮与阀杆一起旋转升降，螺母设在阀体上）。

截止阀只适用于全开和全关，不允许作调节和节流。

截止阀属于强制密封式阀门，所以在阀门关闭时，必须向阀瓣施加压力，以强制密封面不泄漏。

当介质由阀瓣下方进入阀六时，操作力所需要克服的阻力，是阀杆和填料的磨擦力与由介质的压力所产生的推力，关阀门的力比开阀门的力大，所以阀杆的直径要大，否则会发生阀杆顶弯的故障。

近年来，从自密封的阀门出现后，截止阀的介质流向就改由阀瓣上方进入阀腔，这时在介质压力作用下，关阀门的力小，而开阀门的力大，阀杆的直径可以相应地减少。

同时，在介质作用下，这种形式的阀门也较严密。

我国阀门“三化给”曾规定，截止阀的流向，一律采用自上而下。

截止阀开启时，阀瓣的开启高度，为公称直径的25%～30%时，流量已达到最大，表示阀门已达全开位置。

所以截止阀的全开位置，应由阀瓣的行程来决定。

截止阀具有以下优点：1、结构简单，制造和维修比较方便。

2、工作行程小，启闭时间短。

3、密封性好，密封面间磨擦力小，寿命较长。

截止阀的缺点如下：1、流体阻力大，开启和关闭时所需力较大。

2、不适用于带颗粒、粘度较大、易结焦的介质。

3、调节性能较差。

截止阀的种类按阀杆螺纹的位置分有外螺纹式、内螺纹式。

按介质的流向分，有直通式、直流式和角式。

截止阀按密封形式分，有填料密封截止阀和波纹管密封截止阀。

截止阀的安装与维护应注意以下事项：1、手轮、手柄操作的截止阀可安装在管道的任何位置上。

2、手轮、手柄及伟动机构，不允许作起吊用。

3、介质的流向应与阀体所示箭头方向一致。

球阀发展演变与工作原理球阀是由旋塞阀演变而来。

它具有相同的旋转90度提动作，不同的是旋塞体是球体，有圆形通孔或通道通过其轴线。

球面和通道口的比例应该是这样的，即当球旋转90度时，在进、出口处应全部呈现球面，从而截断流动。

截止阀流量计算概述截止阀是一种常见的管道阀门，用于控制流体的流量和压力。

在工业生产和民用领域中广泛应用。

截止阀的流量计算是为了确定在给定条件下流体通过阀门的实际流量，以便进行工程设计和操作控制。

本文将介绍截止阀流量计算的基本原理和方法。

流量计算原理截止阀的流量计算基于流体力学原理和管道流动方程。

流体经过截止阀时，会产生一定的阻力，流体流速和压力会相应发生变化。

根据连续性方程和能量守恒定律，可以推导出截止阀流量计算的基本公式。

流量计算方法截止阀的流量计算可以通过实验测试或理论计算两种方法来进行。

实验测试方法：实验测试是通过在实际工程中安装截止阀和流量计仪表，进行流量测量和数据记录。

根据测量结果，可以得到截止阀的实际流量。

这种方法比较直观和准确，适用于现场实际操作。

但由于需要实际安装设备和测量仪表，成本较高且时间较长。

理论计算方法：理论计算方法是通过分析截止阀周围的流体流动特性，结合流体力学理论，推导出流量计算的数学模型。

根据不同的截止阀类型和工况条件，可以选择合适的计算公式进行计算。

常见的截止阀流量计算方法有流速-压力法、K值法和流量系数法等。

流速-压力法：流速-压力法是根据流体通过截止阀前后的流速和压力差来计算流量的方法。

根据流体力学原理，可以得到以下公式：流量 = 流速× 截面积其中，流速可以通过流体动力学公式计算，流体的密度、流速和管道截面积之间存在关系。

压力差可以通过压力传感器测量得到。

K值法：K值法是根据截止阀的K值来计算流量的方法。

K值是截止阀的特性参数，表示单位压差下流体通过阀门的流量。

K值与流量之间的关系可以通过实验测试得到，也可以根据阀门的结构和材料计算得到。

流量系数法：流量系数法是根据截止阀的流量系数来计算流量的方法。

流量系数是考虑了阀门的结构、流体性质和工况条件等因素的综合参数。

根据流量系数和压力差，可以通过公式计算出实际流量。

应用与注意事项截止阀流量计算在工程设计和操作控制中具有重要的应用价值。