Calculateur de Kv de valve

Le coefficient de débit Kv quantifie le débit du fluide en fonction de la différence de pression entre les deux fluides dans un système. Elle est exprimée en volume par unité de temps (par exemple, m³/hr ou L/min) par unité de perte de charge (par exemple, bar ou kPa). Plus la valeur Kv est élevée, plus le débit du fluide est important pour une perte de charge donnée. La compréhension du calcul du Kv et de la vanne Kv est essentielle pour les ingénieurs qui conçoivent et entretiennent les systèmes de contrôle des fluides, car elle les aide à prévoir le débit et à sélectionner la vanne appropriée pour une application spécifique.

Calculateur de valeur Kv fluides et gaz

• Liquides : Indiquez la valeur de la pression d'entrée, de la pression de sortie et du débit minimum requis. Cliquez sur calculer, et les valeurs Cv et Kv seront calculées. Choisissez une vanne dont la valeur Kv est égale ou supérieure à la valeur calculée.
• Gaz : Choisissez un type de gaz et la température d'entrée. Choisissez la pression d'entrée, la pression de sortie, le débit requis et cliquez sur calculer. Choisissez une vanne avec une valeur Kv égale ou supérieure pour obtenir le débit souhaité. Le N du débit correspond à des conditions normales (pression atmosphérique et 0 degré Celsius).

Table des matières

• Quel est le coefficient de débit Kv
• Calculateur Kv
• Configuration de la mesure pour le calcul du Kv
• Différence entre la valeur Cv et les coefficients de débit Kv
• FAQ

Quel est le coefficient de débit Kv

Kv est le coefficient de débit dans le système métrique. Il mesure la vitesse à laquelle le fluide (liquide ou gaz) passe à travers une vanne. Il s'agit du volume d'eau en mètres cubes qui s'écoule à travers une vanne par heure pour une chute de pression de 1 bar avec une vanne complètement ouverte. La valeur Kv est proportionnelle à la taille de l'alésage de la vanne et détermine la taille de l'alésage d'une vanne nécessaire pour réguler le débit d'un fluide spécifique. La valeur Kv est cruciale dans diverses applications, telles que le contrôle du débit d'eau dans les systèmes de chauffage et de refroidissement et la garantie d'une circulation sûre et régulière des fluides dans les canalisations. Un calculateur de débit de vanne peut être utilisé pour prédire le débit du fluide sur la base de la valeur Kv.

Une vanne qui fonctionne dans d'autres positions que l'ouverture et la fermeture a plusieurs valeurs de Kv. Lisez notre article sur les calculs de Cv pour en savoir plus sur le calcul du coefficient de débit dans le système impérial.

Calculateur Kv

La valeur Kv détermine la taille correcte de la vanne pour une application spécifique. Une fois la valeur Kv calculée, il est recommandé de choisir une vanne dont la valeur Kv est légèrement supérieure à la valeur estimée. Cela permet de s'assurer que le débit souhaité est atteint et de disposer d'une marge de sécurité pour d'éventuelles variations de pression ou de débit. Dans certains cas, le coefficient de la soupape est prédéterminé et vous pouvez calculer le débit adapté à cette soupape en appliquant la formule de calcul du débit de la soupape à l'envers.

Le Kv est exprimé différemment pour les liquides et les gaz en raison de leurs propriétés physiques et de leurs comportements distincts.

• Les liquides sont pratiquement incompressibles, tandis que les gaz sont hautement compressibles, ce qui entraîne une chute de pression différente dans un tuyau transportant chacun de ces fluides.
• Les liquides ont une viscosité plus élevée que les gaz, ce qui affecte leur débit.

Les équations de débit pour les liquides et les gaz sont donc conçues pour tenir compte de ces différences et fournir une représentation plus précise du débit pour chaque type de fluide.

Calculateur de Kv pour les liquides

Pour utiliser correctement le calculateur de coefficient de débit Kv pour les liquides, il faut connaître les éléments suivants :

• le débit en l/min ou m³/h
• la densité du fluide en amont de la vanne
• la chute de pression dans la soupape, c'est-à-dire la différence entre la pression d'entrée et la contre-pression

• Q : débit volumétrique en m³/h
• Δp : perte de charge en bar
• ρ : densité du liquide en kg/m³

Exemple

Calculer le Kv de l'eau avec un débit de 50 m³/h et une pression différentielle de 5 bars.

Solution :

• ρ = 1
• Q = 50 m³/h
• Δp = 5 bar

Par conséquent, pour l'application, il convient de choisir une vanne dont la valeur Kv est égale ou légèrement supérieure à 22,36.

Calculateur de Kv pour les gaz

Le Kv pour les gaz est distingué entre une condition d'écoulement sous-critique et une condition d'écoulement supercritique.

• Écoulement sous-critique : Dans un écoulement sous-critique, la pression d'entrée et la contre-pression de la soupape déterminent le débit. Plus la contre-pression est importante, c'est-à-dire la pression en aval de la soupape (p₂), plus le volume d'écoulement est faible.

• Flux supercritique : Dans un écoulement supercritique, le débit ne dépend que de la pression d'entrée, ce qui se traduit par un effet d'étranglement. Dans un écoulement de fluide supercritique, la pression du fluide est supérieure à la pression critique et la vitesse du fluide est supérieure à la vitesse critique. À ce stade, le débit devient indépendant de la pression en aval et n'est contrôlé que par la pression en amont et la densité du fluide. Il en résulte un écoulement "étouffé", où la vitesse du fluide reste constante quelles que soient les variations de la pression en aval. En d'autres termes, le fluide atteint la vitesse sonique et ne peut plus être accéléré, de sorte que la pression en aval n'affecte pas le débit. L'étranglement se produit dans les pipelines et autres systèmes d'écoulement lorsque le fluide s'écoule à travers un orifice rétréci, tel qu'une buse ou une restriction dans le tuyau, et constitue un facteur limitant dans la conception des systèmes de fluides à haute pression.

Équation sous-critique
Équation supercritique

• p₁ : pression d'entrée en bar
• p₂ : Contre-pression en bar
• Δp : perte de charge en bar
• Q_N : débit, normalisé, en m³/h
• ρ_N : masse volumique, normalisée, en kg/m³
• T : température absolue en amont de la vanne (en Kelvin)

Exemple

Calculer la valeur Kv de l'oxygène avec un débit de 1000 m³/h, une perte de charge de 5 bar, une pression amont de 60 bar, une pression aval de 55 bar à 293 kelvins.

• p₂ = 55 bar
• p₁ = 60 bar
• p₂ > (p₁)/2 ; donc,

Substituer les valeurs,

Il convient donc de choisir une vanne dont la valeur Kv est égale ou légèrement supérieure à 2,40 pour l'application.

Configuration de la mesure pour le calcul du Kv

La figure 2 montre un exemple de détermination des valeurs Kv d'une vanne dans différentes conditions.

• A : Dispositif de mesure de la température. L'appareil mesure la température des milieux gazeux.
• B : Régulateur de débit. La vanne de régulation du débit peut être réglée pour maintenir un débit ou un volume de fluide souhaité dans le dispositif d'essai.
• C : Manomètre pour mesurer la pression en amont (p₁).
• D : Dispositif de test. Le dispositif d'essai est la vanne dont la valeur Kv doit être déterminée pour différentes conditions de débit.
• E : Manomètre pour mesurer la contre-pression (p₂).
• F : Débitmètre. Un débitmètre mesure le débit du fluide et fournit les valeurs en temps réel, qui peuvent être utilisées pour surveiller et contrôler divers processus et systèmes.

Différence entre la valeur Cv et les coefficients de débit Kv

Cv et Kv sont utilisés pour mesurer le débit d'un fluide à travers une vanne. Cependant, les deux ont plusieurs différences essentielles :

1. Unités : Cv est exprimé en gallons américains par minute (gpm), tandis que Kv est exprimé en m³/hr.
2. Chute de pression : Cv est basé sur une perte de charge de 1 psi (livre par pouce carré), tandis que Kv est basé sur une perte de charge de 1 bar. Cela signifie que Cv et Kv ne sont pas directement comparables et doivent être convertis lorsqu'ils sont utilisés dans des systèmes différents avec des unités de perte de charge différentes.
3. Application : Le Cv est principalement utilisé aux États-Unis et au Canada, tandis que le Kv est largement utilisé en Europe et dans d'autres parties du monde.

Formule de conversion pour Cv et Kv

Il est possible de convertir les coefficients de débit Cv et Kv.

Kv = 0.857 * Cv

Cv = 1.165 * Kv

FAQ

Comment convertir Kv en Cv sans calculatrice ?

La valeur du coefficient de débit Cv peut être convertie en Kv en utilisant la relation Kv = 0,857 Cv.

Comment déterminer le Kv de la vanne de régulation dans un calcul ?

Le Kv est représenté différemment pour les liquides et les gaz. Utilisez notre calculateur de débit Kv avec des formules de calcul Kv précises pour déterminer la valeur Kv de votre vanne.