Principes d'écoulement

Principes d'écoulement pour les vannes

Pression

La pression est définie comme la quantité de force agissant par unité de surface :

p=F/A

où :

  • p = pression en Pascal (N/m2)
  • F = force en Newton (N)
  • A = surface (m2)

Le pascal est une petite unité, c'est pourquoi on utilise souvent le bar à la place : 1 - 105 bar (188 psi) Lorsque vous effectuez des calculs, soyez conscient de la différence entre la pression absolue et la pression relative. En moyenne, la pression atmosphérique est de 1,013 bar. Le diagramme ci-dessous montre clairement la relation entre la pression absolue et la pression relative.

comparaison de la pression absolue et relative

Coefficient de débit Kv

Définition Valeur Kv : Débit (m3/heure) d'eau de 20°C dans une vanne avec une perte de pression de 1 bar.

La quantité de débit d'un fluide à travers une vanne (solénoïde) peut facilement être calculée avec le coefficient de débit Kv. Veuillez noter que pour les gaz (par exemple l'air), une formule différente est utilisée (voir facteur de correction des gaz). La valeur Kv exprime le débit d'eau enm3/heure dans une vanne avec une perte de pression de 1 bar et une température de 20°C. Faites attention que la valeur Kv est exprimée enm3/heure, tandis que la valeur kv (en minuscules !) est exprimée en l/min. Pour calculer le débit, on utilise la formule suivante :

Kv-value-formula

où :

  • Q = débit du liquide (m3/heure)
  • Kv = coefficient de débit (m3/heure)
  • SG = Gravité spécifique (=1 pour l'eau)
  • dp = pression différentielle sur la vanne (bar)

La valeur Kv d'une vanne est déterminée par un test standardisé selon VDI/VDE 2173. Pour ce faire, on utilise un montage d'essai, tel que celui illustré dans le schéma suivant :

kv-value-standardised-test-vdi-vde-2173

Exemple :

Considérons un circuit avec une électrovanne dont la pression d'entrée (eau) est de 5 bars. Le débit requis est d'au moins 5 litres par minute. La perte de pression maximale autorisée est de 1 bar, donc la pression de sortie est au minimum de 4 bars. Quelle est la valeur Kv minimale requise ?

Kv-waarde berekenen van een magneetventiel

5 l/min = 0,3m3/heure


Kv-value-formulaKv-value-formula2Kv-value-formula3

La valeur Kv doit être d'au moins 0,3. Dans la boutique, vous pouvez utiliser un filtre dans la colonne de gauche pour sélectionner les vannes ayant la valeur Kv souhaitée.

Facteur de correction pour les gaz

En cas d'utilisation de gaz, une formule différente pour le débit doit être utilisée. Une distinction est également faite entre les écoulements subsoniques et supersoniques. "Qn" indique que la formule est valable pour des conditions standard (20°C). Le débit est exprimé en Nm3/h (mètre cube normal par heure).

Subsonic

flow_rate_solenoid_valve_air_subsonic

Supersoniques

flow_rate_solenoid_valve_air_supersonic

Où :

  • Perte de pression (bar)
  • Kv = coefficient de débit (m3/heure)
  • p1 et p2 sont respectivement les pressions absolues d'entrée et de sortie (bar)
  • ? = gravité spécifique aux conditions normales (20°C) en kg/m3
  • T = température absolue en Kelvin (0K = -273,15°C)

Cv-value

Parfois, la valeur Cv est donnée à la place de la valeur Kv. La valeur Cv peut être convertie en valeur Kv à l'aide d'un facteur de conversion :

  • Cv = 1.16 Kv
  • Kv = 0.853 Cv

Le diagramme ci-dessous est un bon outil pour simplifier la conversion entre les différents coefficients. Le facteur de conversion entre deux coefficients est indiqué par des flèches.

facteur de conversion de l'électrovanne valeur kv valeur cv

Kv (avec un K majuscule) exprime le débit enm3/heure, kv (minuscule) en l/min.

Vannes en parallèle

Si plusieurs vannes sont connectées en parallèle, la valeur Kv peut être déterminée simplement en additionnant toutes les valeurs Kv.