文档介绍：上海大成仪表厂
控制阀的口径计算
一、引言
控制阀(调节阀)在工业生产过程自控系统中的作用犹如“手足”,其重要性
是不言而喻的。如何使用户获得满意的产品,除了制造上的精工细作外,还取决于
正确的口径计算,产品选型,材料选用等,而其前提是要准确掌握介质、流量、压
力、温度、比重等工艺参数和技术要求。这是供需双方务必充分注意的。
本手册编制参考了国内外有关专业文献,也结合了我厂长期来产品选型计算中
的实际经验。
二、术语定义
1、调节阀的流量系数
流量系数 Kv 值的定义:当调节阀全开,阀两端压差为 1×102Kpa( 巴)时,
流体比重为 1g/cm3 的 5℃~40℃水,每小时流过调节阀的立方米数或吨数。
Kv 是无量纲,仅采用 m3/h 或 T/h 的数值。
Cv 值则是当阀全开,阀前后压差 1PSi,室温水每分钟流过阀门的美加仑数。
Cv= Kv。
确定调节阀口径的依据是流量系数 Kv 值或 Cv 值。所以正确计算 Kv(Cv)值
就关系到能否保证调节品质和工程的经济性。若口径选得过大,不仅不经济,而且
调节阀经常工作在小开度,会影响控制质量,易引起振荡和噪音,密封面易冲蚀,
缩短阀的使用寿命。若口径选得过小,会使调节阀工作开度过大,超负荷运行,甚
至不能满足最大流量要求,调节特性差,容易出现事故。所以口径的选择必须合理,
其要求是保证最大流量 Qmax 时阀的最大开度 Kmax≤90%,实际工作开度在
40—80%为宜,最小流量 Qmin 时的开度 Kmin≥10%。如兼顾生产发展,Kmax 可
选在 70—80%,但必须满足 Kmin≮10%。对高压阀、双座阀、蝶阀等小开度冲刷厉
害或稳定性差的阀则应大于 20%~30%。
2、压差
压差是介质流动的必要条件,调节阀的压差为介质流经阀时的前后压力之差,
即ΔP=P1-P2。在亚临界流状态下,压差的大小直接影响流量的大小。
调节阀全开压差是有控制的,其与整个系统压降之比(称 S)是评定调节阀调
节性能好坏的依据,如果流量波动较大时,S 值应大些;波动小,也应小些。S 值小
可节能,但太小,工作流量特性畸变厉害,降低调节品质;S 值大,虽能提高调节
品质,但能耗太大,所以 S 最好限制在 ~。
3、流量
根据生产能力,设备负荷和介质状况由工艺设计、确定最大流量 Qmax、正常
流量(工艺流程最大流量)Qnor 和最小流量 Qmin。为确保安全,避免调节阀在全
开位置上运行。应使 Qmax=~。
4、闪蒸、临界压差
液体流经调节阀时,由于节流处流速增大,压力降低,当压力降至饱和蒸汽压
时,部分液体就会气化并以汽泡的形式存在,若在下游压力等于或低于入口温度的
饱和蒸汽压时,汽泡未破裂,而夹在液体中成二相流流出调节阀,此过程称为“闪
蒸”。闪蒸一般不会破坏节流元件,但会产生阻塞流,使调节阀流量减小,此时流量
Q 基本上不随压差△P 的增加而增加。阻塞流动会产生噪音和振动。产生阻塞流的
1
上海大成仪表厂
压差称为临界压差△PC。

5、空化、压力恢复系数
液体流经调节阀时,缩流断面流速加快,压力下降,当压力降到低于入口温度
饱