了解閥門和配件如何影響壓頭損失

C _V系數

C _V值表示閥門或配件的容量，通常用于描述控制閥的性能。C _V系數通常用于描述管道中元件的水力特性。C _V的定義是流經閥門或配件的60 F水的每分鐘美國加侖（gpm）數，導致設備上每平方英寸（psi）的壓降為1磅。

例如，如果某個設備的C _V值為200，則當200 gpm的流量流過該設備時，會出現1 psi的壓降。公式6描述了C _V值。

其中
C _V =流量系數（無單位）
Q =流量（gpm）
P =壓力（psi）
SG =流體的比重（無單位）

可以重新安排方程式，以允許求解給定壓降下的流速和給定流速下的壓降

公式6給出了在差壓中使用C _V而不是揚程的結果。如果制造商提供C _V信息，則用戶必須將其轉換為壓差，然后將結果轉換為壓頭損失。公式7可用于消除從壓力轉換為揚程的需要。它允許將C _V值轉換為K值。

其中
K =阻力系數（無單位）
C _V =流量系數（無單位）
d =內徑（英寸）

使用K值計算水頭損失

無論采用哪種方法得出閥門或配件的K值，均使用公式8計算由閥門和配件產生的壓頭損失。

當管道中的多個閥門和配件的直徑相同時，可以將每個閥門或配件的K值相加。K值的總和可用于計算所有閥門和配件的壓頭損失。

為了演示，計算600 gpm水流過以下閥門和配件時管道中閥門和配件的水頭損失：從水箱到管道的尖銳過渡，全座式截止閥和帶有過濾器的過濾器一個C _V的450值，這些全就座裝置在6英寸的管具有0.015英寸的湍流摩擦系數。K值在表1中列出。公式9顯示了通過管道產生的600 gpm的水頭損失。

表1.用不同方法描述閥門和配件的K值的計算（圖片由作者提供）

閥門和配件的橫截面

附圖標記1具有閥和配件的類型的橫截面以及相應的K值或L / D系數。本文提供了太多類型的閥門和配件，但可以歸納一些屬性。例如，具有直通設計的全座球閥的L / D值遠低于截止閥，通過截止閥，流體必須做出四個方向變化，并在流路內圍繞閥盤流動。所用閥門的類型基于許多因素。密封性是一個重要因素，但是當兩種類型的閥門滿足相同要求時，建議使用壓頭損失較低的一種。

損耗系數變化的擬合的另一個例子是彎頭。半徑90度的短彎頭的L / D系數為20，而半徑90度的長彎頭的L / D系數為14。這看起來似乎不算什么重大損失，但總的來說。相關費用也是如此。泵必須提供通過閥門和配件損失的能量。

管道運營成本

為了演示與閥門和配件相關的泵送成本，請計算不同類型的閥門和配件的運行成本。公式10可以確定抽水成本。

其中
OC =運營成本（$ /次）
Q =流量（gpm）
H =揚程（流體英尺）
ρ=密度（lb / ft3）
η=效率，M電動機，P泵，V變速驅動器（VSD） （百分比）
O =評估中的運行小時數（小時）
$ / kWh =電力成本（$ / kWh）

在此示例中，泵效率為70％，電動機效率為90％。未安裝VSD，評估期為8,000小時，電費為$ 0.10 /千瓦時（kWh）。本示例評估流量為400 gpm的4英寸閥門和配件。結果列于表2。