Che cosa è il coefficiente di flusso
Il coefficiente di flusso, noto come Cv (standard USA/UE), Kv (standard internazionale) o valore C, è un parametro tecnico fondamentale che definisce la capacità di flusso delle valvole industriali come valvole di controllo e regolatori.
Definizione del valore del CV
Il Cv della valvola rappresenta il coefficiente di portata che indica la capacità di una valvola di far passare un fluido in condizioni specifiche. Quantifica la portata volumetrica di un liquido o di un gas attraverso una valvola a una data caduta di pressione. Valori di Cv più elevati indicano una maggiore capacità di portata.
Che cosa è Cv (valore di capacità)
Il Cv della valvola (valore di capacità) misura la capacità di flusso e viene calcolato in condizioni di prova standardizzate:
• Valvola completamente aperta
• Caduta di pressione (ΔP) di 1 psi attraverso la valvola
• Fluido: acqua a 60°F (15,5°C)
• Portata: galloni USA al minuto (GPM)
Apertura della valvola rispetto al valore Cv
Cv/Kv e apertura della valvola (%) sono concetti distinti:
• Definizione Kv (standard cinese):Portata in m³/h quando ΔP = 100 kPa, densità del fluido = 1 g/cm³ (acqua a temperatura ambiente).
*Esempio:Kv=50 significa flusso di 50 m³/h a 100 kPa ΔP.*
• Percentuale di apertura:Posizione dell'otturatore/disco della valvola (0% = chiuso, 100% = completamente aperto).
Calcolo del CV e delle domande chiave
Il Cv è influenzato dalla progettazione della valvola, dalle dimensioni, dal materiale, dal regime di flusso e dalle proprietà del fluido (temperatura, pressione, viscosità).
La formula fondamentale è:
Cv = Q / (√ΔP × √ρ)
Dove:
• Q= Portata volumetrica
•ΔP= Differenziale di pressione
•ρ= Densità del fluido
Conversione: Cv = 1,167 Kv
Ruolo nella selezione e progettazione delle valvole
Cv ha un impatto diretto sull'efficienza del sistema di controllo dei fluidi:
•Determina la dimensione e il tipo di valvola ottimali per le portate target
•Garantisce la stabilità del sistema (ad esempio, impedisce il ciclo della pompa nell'approvvigionamento idrico dell'edificio)
•Fondamentale per l'ottimizzazione energetica
Variazioni del CV tra i tipi di valvola
La capacità di flusso varia in base al design della valvola (dati provenienti daStandard ASME/API/ISO):
| Tipo di valvola | Caratteristiche principali | Esempio di CV (standard FCI) |
|---|---|---|
Valvola a saracinesca | Cv medio (DN100 ≈ 400); scarsa regolazione; evitare un'apertura <30% (rischio di turbolenza secondo ASME B16.34) | DN50: ~120 |
Valvola a sfera | Elevato Cv (valvole a saracinesca 1,8×); controllo del flusso lineare; API 6D consigliato per le condotte | DN80 V-sfera: ≈375 |
Valvola a farfalla | Conveniente per grandi dimensioni; precisione ±5% (triplo offset); guadagno di flusso limitato >70% aperto | Wafer DN150: ~2000 |
Valvola a globo | Elevata resistenza (Cv ≈ 1/3 delle valvole a sfera); controllo preciso (uso medico/di laboratorio) | DN50: ~40 |
Parametri del flusso centrale e fattori influenzanti
Le prestazioni delle valvole sono definite da tre parametri (secondo il Fluid Controls Institute):
1. Valore CV:Portata GPM a 1 psi ΔP (ad esempio, valvola a sfera DN50 ≈ 210 rispetto a valvola a saracinesca ≈ 120).
2. Coefficiente di resistenza al flusso (ξ):
•Valvola a farfalla: ξ = 0,2–0,6
•Valvola a globo: ξ = 3–5
Linee guida per la selezione e considerazioni critiche
Correzione della viscosità:
Applicare moltiplicatori a Cv (ad esempio, petrolio greggio: 0,7–0,9 secondo ISO 5208).
Valvole intelligenti:
Ottimizzazione Cv in tempo reale (ad esempio, posizionatore Emerson DVC6200).
Sistemi di prova del coefficiente di flusso
I test richiedono condizioni controllate a causa della sensibilità della misurazione:
•Impostazione (come da Fig. 1):
Flussimetro, termometro, valvole di strozzamento, valvola di prova, misuratore ΔP.
1. Misuratore di portata 2. Termometro 3. Valvola a farfalla a monte 4 e 7. Fori di presa della pressione 5. Valvola di prova 6. Dispositivo di misurazione della differenza di pressione 8. Valvola a farfalla a valle
4. La distanza tra il foro di presa della pressione e la valvola è 2 volte il diametro del tubo
7. La distanza tra il foro di presa della pressione e la valvola è 6 volte il diametro del tubo
•Controlli chiave:
- La valvola a monte regola la pressione di ingresso.
- La valvola a valle mantiene una pressione stabile (dimensione nominale > valvola di prova per garantire che si verifichi un flusso strozzato)invalvola di prova).
•Standard:
JB/T 5296-91 (Cina) vs. BS EN1267-1999 (UE).
•Fattori critici:
Posizione del rubinetto, configurazione delle tubazioni, numero di Reynolds (liquidi), numero di Mach (gas).
Limitazioni e soluzioni dei test:
•Gli attuali sistemi testano le valvole ≤DN600.
•Valvole più grandi:Utilizzare il test del flusso d'aria (non descritto in dettaglio qui).
Impatto del numero di Reynolds: i dati sperimentali confermano che il numero di Reynolds influisce in modo significativo sui risultati dei test.
Punti chiave
•Cv/Kv definisce la capacità di flusso della valvola in condizioni standardizzate.
•Il tipo di valvola, le dimensioni e le proprietà del fluido hanno un impatto critico sul Cv.
•Per garantire l'accuratezza dei test, è necessario attenersi scrupolosamente ai protocolli (JB/T 5296-91/BS EN1267).
•Si applicano correzioni per viscosità, temperatura e pressione.
(Tutti i dati provengono dagli standard ASME/API/ISO e dai white paper dei produttori di valvole.)
Data di pubblicazione: 06-01-2025