Što je koeficijent protoka
Koeficijent protoka, poznat kao Cv (američki/EU standard), Kv (međunarodni standard) ili C-vrijednost, ključni je tehnički parametar koji definira kapacitet protoka industrijskih ventila poput regulacijskih ventila i regulatora.
Definiranje CV vrijednosti
Cv ventila predstavlja koeficijent protoka koji pokazuje sposobnost ventila da propušta tekućinu pod određenim uvjetima. Kvantificira volumni protok tekućine ili plina kroz ventil pri danom padu tlaka. Veće vrijednosti Cv označavaju veći kapacitet protoka.
Što je CV (vrijednost kapaciteta)
Cv ventila (vrijednost kapaciteta) mjeri kapacitet protoka i izračunava se pod standardiziranim uvjetima ispitivanja:
• Ventil potpuno otvoren
• Pad tlaka (ΔP) od 1 psi na ventilu
• Tekućina: Voda na 15,5 °C
• Brzina protoka: američki galoni u minuti (GPM)
Otvaranje ventila u odnosu na Cv vrijednost
Cv/Kv i otvor ventila (%) su različiti koncepti:
• Kv definicija (kineski standard):Protok u m³/h kada je ΔP = 100 kPa, gustoća fluida = 1 g/cm³ (voda na sobnoj temperaturi).
*Primjer:Kv=50 znači protok od 50 m³/h pri 100 kPa ΔP.*
• Postotak otvaranja:Položaj čepa/diska ventila (0% = zatvoreno, 100% = potpuno otvoreno).
Izračun životopisa i ključnih prijava
Na Cv utječu dizajn ventila, veličina, materijal, režim protoka i svojstva fluida (temperatura, tlak, viskoznost).
Osnovna formula je:
Cv = Q / (√ΔP × √ρ)
Gdje:
• P= Volumetrijski protok
•ΔP= Razlika tlaka
•ρ= Gustoća fluida
Konverzija: Cv = 1,167 Kv
Uloga u odabiru i dizajnu ventila
Cv izravno utječe na učinkovitost sustava za regulaciju fluida:
•Određuje optimalnu veličinu i tip ventila za ciljane protoke
•Osigurava stabilnost sustava (npr. sprječava cikličko uključivanje i isključivanje pumpe u vodovodu zgrade)
•Ključno za optimizaciju energije
Varijacije CV-a među vrstama ventila
Kapacitet protoka razlikuje se ovisno o dizajnu ventila (podaci dobiveni izASME/API/ISO standardi):
| Vrsta ventila | Ključne karakteristike | Primjer životopisa (FCI standard) |
|---|---|---|
Zaporni ventil | Srednji Cv (DN100 ≈ 400); loša regulacija; izbjegavati otvaranje <30% (rizik od turbulencije prema ASME B16.34) | DN50: ~120 |
Kuglasti ventil | Visoki Cv (1,8× zasunski ventili); linearna regulacija protoka; preporučuje se API 6D za cjevovode | DN80 V-kugla: ≈375 |
Leptir ventil | Isplativo za velike veličine; preciznost ±5% (trostruki pomak); ograničeno povećanje protoka >70% otvoreno | DN150 Obloga: ~2000 |
Kuglasti ventil | Visoki otpor (Cv ≈ 1/3 kuglastih ventila); precizna kontrola (medicinska/laboratorijska upotreba) | DN50: ~40 |
Parametri jezgrenog toka i utjecajni faktori
Performanse ventila definirane su s tri parametra (prema Institutu za kontrolu fluida):
1. Vrijednost CV-a:Protok GPM pri 1 psi ΔP (npr. kuglasti ventil DN50 ≈ 210 u odnosu na zasunski ventil ≈ 120).
2. Koeficijent otpora protoku (ξ):
•Leptir ventil: ξ = 0,2–0,6
•Kuglasti ventil: ξ = 3–5
Smjernice za odabir i kritična razmatranja
Korekcija viskoznosti:
Primijenite multiplikatore na Cv (npr. sirova nafta: 0,7–0,9 prema ISO 5208).
Pametni ventili:
Optimizacija Cv u stvarnom vremenu (npr. pozicioner Emerson DVC6200).
Sustavi za ispitivanje koeficijenta protoka
Ispitivanje zahtijeva kontrolirane uvjete zbog osjetljivosti mjerenja:
•Postavljanje (prema slici 1):
Mjerač protoka, termometar, prigušni ventili, ispitni ventil, ΔP mjerač.
1. Mjerač protoka 2. Termometar 3. Uzvodni prigušivač 4 i 7. Otvori za mjerenje tlaka 5. Ispitni ventil 6. Uređaj za mjerenje diferencijalnog tlaka 8. Nizvodni prigušivač
4. Udaljenost između otvora za mjerenje tlaka i ventila je dvostruka promjer cijevi
7. Udaljenost između otvora za mjerenje tlaka i ventila je 6 puta veća od promjera cijevi.
•Ključne kontrole:
- Uzvodni ventil regulira ulazni tlak.
- Nizvodni ventil održava stabilan tlak (nominalna veličina > ispitni ventil kako bi se osiguralo prigušenje protoka)inispitni ventil).
•Standardi:
JB/T 5296-91 (Kina) u usporedbi s BS EN1267-1999 (EU).
•Kritični čimbenici:
Lokacija slavine, konfiguracija cijevi, Reynoldsov broj (tekućine), Machov broj (plinovi).
Ograničenja i rješenja testiranja:
•Trenutni ispitni ventili sustava ≤DN600.
•Veći ventili:Koristite ispitivanje protoka zraka (nije ovdje detaljno opisano).
Utjecaj Reynoldsovog broja: Eksperimentalni podaci potvrđuju da Reynoldsov broj značajno utječe na rezultate ispitivanja.
Ključne zaključke
•Cv/Kv definira protok ventila pod standardiziranim uvjetima.
•Vrsta ventila, veličina i svojstva fluida kritično utječu na Cv.
•Testiranje zahtijeva strogo pridržavanje protokola (JB/T 5296-91/BS EN1267) radi točnosti.
•Korekcije se primjenjuju za viskoznost, temperaturu i tlak.
(Svi podaci preuzeti su iz ASME/API/ISO standarda i stručnih dokumenata proizvođača ventila.)
Vrijeme objave: 06.01.2025.