Principes d'écoulement pour les vannes

• Pression
• Coefficient de débit (Kv)
• Facteur de correction pour les gaz
  • Subsonic
  • Supersoniques
• Cv-value
• Vannes en parallèle

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.

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 en^m3/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 en^m3/heure, tandis que la valeur kv (en minuscules !) est exprimée en l/min. Pour calculer le débit, on utilise la formule suivante :

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 :

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

Supersoniques

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.

Kv (avec un K majuscule) exprime le débit en^m3/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.