Ventil-Kv-Rechner

Der Durchflusskoeffizient Kv quantifiziert den Flüssigkeitsdurchfluss in Abhängigkeit von der Druckdifferenz über die Flüssigkeit in einem System. Sie ist eine wichtige Kennzahl für die Dimensionierung von Regelventilen und wird in Volumen pro Zeiteinheit (z. B. m³/h oder L/min) pro Druckabfalleinheit (z. B. bar oder kPa) ausgedrückt. Je höher der Kv-Wert ist, desto größer ist der Flüssigkeitsdurchsatz bei einem bestimmten Druckabfall. Das Verständnis der Kv- und Kv-Ventilberechnung ist für Ingenieure, die Fluidsteuerungssysteme entwerfen und warten, unerlässlich, da es ihnen hilft, die Durchflussmenge vorherzusagen und das geeignete Ventil für eine bestimmte Anwendung auszuwählen.

Kv-Wert-Rechner Flüssigkeiten & Gase

• Flüssig: Geben Sie einen Wert für den Eingangsdruck, den Ausgangsdruck und die erforderliche Mindestdurchflussmenge ein. Klicken Sie auf Berechnen, und der Cv-Wert und der Kv-Wert werden berechnet. Wählen Sie ein Ventil mit einem Kv-Wert, der gleich oder höher als der berechnete Wert ist.
• Gas: Wählen Sie eine Gasart und die Eingangstemperatur. Wählen Sie den Eingangsdruck, den Ausgangsdruck und die gewünschte Durchflussmenge und klicken Sie auf Berechnen. Wählen Sie ein Ventil mit einem gleichen oder höheren Kv-Wert, um die gewünschte Durchflussmenge zu erreichen. Das N in der Durchflussmenge steht für normale Bedingungen (Atmosphärendruck und 0 Grad Celsius).

Inhaltsübersicht

• Wie hoch ist der Durchflusskoeffizient Kv
• Kv-Rechner
• Messaufbau für die Kv-Berechnung
• Unterschied zwischen Cv-Wert & Kv-Durchflusskoeffizienten
• FAQs

Wie hoch ist der Durchflusskoeffizient Kv

Kv ist der Durchflusskoeffizient im metrischen System. Er misst die Geschwindigkeit, mit der ein Fluid (Flüssigkeit oder Gas) durch ein Ventil strömt. Sie ist die Wassermenge in Kubikmetern, die bei einem Druckabfall von 1 bar und voll geöffnetem Ventil pro Stunde durch ein Ventil fließt. Der Kv-Wert ist proportional zur Bohrungsgröße des Ventils und bestimmt die Bohrungsgröße eines Ventils, die erforderlich ist, um den Durchfluss einer bestimmten Flüssigkeit zu regeln. Der Kv-Wert ist bei verschiedenen Anwendungen von entscheidender Bedeutung, z. B. bei der Regelung des Wasserdurchflusses in Heiz- und Kühlsystemen und bei der Gewährleistung eines sicheren und gleichmäßigen Flüssigkeitsstroms durch Rohre. Mit einem Ventil-Durchflussrechner lässt sich die Durchflussmenge der Flüssigkeit auf der Grundlage des Kv-Wertes vorhersagen.

Ein Ventil, das in mehr Positionen als offen und geschlossen arbeitet, hat mehrere Kv-Werte. Lesen Sie unseren Artikel über Cv-Berechnungen, um mehr über die Berechnung des Durchflusskoeffizienten im imperialen System zu erfahren.

Kv-Rechner

Der Kv-Wert bestimmt die richtige Ventilgröße für eine bestimmte Anwendung. Sobald der Kv-Wert berechnet ist, wird empfohlen, ein Ventil mit einem Kv-Wert zu wählen, der etwas höher ist als der geschätzte Wert. Dadurch wird sichergestellt, dass die gewünschte Durchflussmenge erreicht wird, und es wird eine Sicherheitsspanne für mögliche Änderungen des Drucks oder der Durchflussmenge geschaffen. In einigen Fällen ist der Ventilkoeffizient vorgegeben, und Sie können die für dieses Ventil geeignete Durchflussmenge berechnen, indem Sie die Formel zur Berechnung des Ventildurchflusses rückwärts anwenden.

Kv wird für Flüssigkeiten und Gase aufgrund ihrer unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften und Verhaltensweisen unterschiedlich ausgedrückt.

• Flüssigkeiten sind nahezu inkompressibel, während Gase stark komprimierbar sind, was zu einem unterschiedlichen Druckabfall in einem Rohr führt, das jedes dieser Fluide führt.
• Flüssigkeiten haben eine höhere Viskosität als Gase, was sich auf ihre Durchflussrate auswirkt.

Daher sind die Durchflussgleichungen für Flüssigkeiten und Gase so konzipiert, dass sie diesen Unterschieden Rechnung tragen und eine genauere Darstellung des Durchflusses für jeden Flüssigkeitstyp liefern.

Kv-Rechner für flüssige Stoffe

Sie müssen Folgendes wissen, um den Kv-Durchflusskoeffizienten-Rechner für Flüssigkeiten richtig anzuwenden:

• die Durchflussmenge in l/min oder m³/h
• die Dichte des Mediums vor dem Ventil
• der Druckabfall über dem Ventil, d. h. die Differenz zwischen Eingangsdruck und Gegendruck

• Q: Volumenstrom in m³/h
• Δp: Druckabfall in bar
• ρ: Dichte der Flüssigkeit in kg/m³

Beispiel

Berechnen Sie den Kv von Wasser mit einer Durchflussmenge von 50 m³/h und einer Druckdifferenz von 5 bar.

Lösung:

• ρ = 1
• Q = 50 m³/h
• Δp = 5 bar

Wählen Sie daher für die Anwendung ein Ventil mit einem Kv-Wert, der gleich oder etwas höher als 22,36 ist.

Kv-Rechner für Gase

Kv für Gase wird zwischen einem unterkritischen und einem überkritischen Strömungszustand unterschieden.

• Unterkritische Strömung: Bei unterkritischer Strömung bestimmen der Eingangsdruck und der Gegendruck des Ventils die Durchflussmenge. Je größer der Gegendruck, d. h. der Druck hinter dem Ventil (p₂) ist, desto kleiner ist die Durchflussmenge.

• Überkritische Strömung: Bei der überkritischen Strömung hängt die Durchflussmenge nur vom Eingangsdruck ab, was zu einem "gedrosselten" Strömungseffekt führt. Bei einer überkritischen Flüssigkeitsströmung ist der Flüssigkeitsdruck größer als der kritische Druck und die Flüssigkeitsgeschwindigkeit ist größer als die kritische Geschwindigkeit. In diesem Stadium ist die Durchflussmenge unabhängig vom Druck hinter dem Ventil und wird nur noch durch den Druck vor dem Ventil und die Flüssigkeitsdichte gesteuert. Dies führt zu einer "gedrosselten" Strömung, bei der die Flüssigkeitsgeschwindigkeit konstant bleibt, unabhängig von Änderungen des nachgeschalteten Drucks. Mit anderen Worten: Die Flüssigkeit erreicht die Schallgeschwindigkeit und kann nicht weiter beschleunigt werden, so dass der nachgeschaltete Druck keinen Einfluss auf die Durchflussmenge hat. Eine Drosselströmung tritt in Rohrleitungen und anderen Durchflusssystemen auf, wenn die Flüssigkeit durch eine verengte Öffnung, z. B. eine Düse oder eine Verengung im Rohr, fließt, und ist ein einschränkender Faktor bei der Auslegung von Hochdruckflüssigkeitssystemen.

Unterkritische Gleichung
Überkritische Gleichung

• p₁: Eingangsdruck in bar
• p₂: Gegendruck in bar
• Δp: Druckabfall in bar
• Q_N: Durchflussmenge, genormt, in m³/h
• ρ_N: Dichte, standardisiert, in kg/m³
• T: absolute Temperatur vor dem Ventil (in Kelvin)

Beispiel

Berechnen Sie den Kv-Wert von Sauerstoff bei einem Durchfluss von 1000 m³/h, einem Druckabfall von 5 bar, einem Eingangsdruck von 60 bar und einem Ausgangsdruck von 55 bar bei 293 Kelvin.

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

Substituieren Sie die Werte,

Wählen Sie daher ein Ventil mit einem Kv-Wert, der gleich oder etwas höher als 2,40 ist, für die Anwendung.

Messaufbau für die Kv-Berechnung

Abbildung 2 zeigt ein Beispiel für die Bestimmung der Kv-Werte eines Ventils bei verschiedenen Bedingungen.

• A: Gerät zur Messung der Temperatur. Das Gerät misst die Temperatur für gasförmige Medien.
• B: Durchflussregelventil. Das Durchflussregelventil kann so eingestellt werden, dass eine gewünschte Durchflussrate oder ein gewünschtes Flüssigkeitsvolumen durch das Prüfgerät fließt.
• C: Manometer zur Messung des Vordrucks (p₁).
• D: Testgerät. Das Prüfgerät ist das Ventil, dessen Kv-Wert für verschiedene Durchflussbedingungen ermittelt werden soll.
• E: Druckmesser zur Messung des Gegendrucks (p₂).
• F: Durchflussmesser. Ein Durchflussmesser misst den Flüssigkeitsdurchsatz und liefert die Werte in Echtzeit, die zur Überwachung und Steuerung verschiedener Prozesse und Systeme verwendet werden können.

Unterschied zwischen Cv-Wert & Kv-Durchflusskoeffizienten

Cv und Kv werden zur Messung des Flüssigkeitsdurchsatzes durch ein Ventil verwendet. Es gibt jedoch einige wesentliche Unterschiede zwischen den beiden:

1. Einheiten: Cv wird in US-Gallonen pro Minute (gpm) ausgedrückt, während Kv in m³/Std. angegeben wird.
2. Druckabfall: Cv basiert auf einem Druckabfall von einem psi (pound per square inch), während Kv auf einem Druckabfall von 1 bar basiert. Das bedeutet, dass Cv und Kv nicht direkt vergleichbar sind und umgerechnet werden müssen, wenn sie in verschiedenen Systemen mit unterschiedlichen Druckverlusteinheiten verwendet werden.
3. Anwendung: Cv wird hauptsächlich in den USA und Kanada verwendet, während Kv in Europa und anderen Teilen der Welt weit verbreitet ist.

Umrechnungsformel für Cv und Kv

Es ist möglich, zwischen den Durchflusskoeffizienten Cv und Kv umzurechnen.

Kv = 0.857 * Cv

Cv = 1.165 * Kv

FAQs

Wie kann man Kv in Cv umrechnen, ohne einen Taschenrechner zu benutzen?

Der Wert des Durchflusskoeffizienten Cv kann anhand der Beziehung Kv = 0,857 Cv in Kv umgerechnet werden.

Wie bestimmt man den Kv-Wert eines Regelventils in einer Berechnung?

Kv wird für Flüssigkeiten und Gase unterschiedlich dargestellt. Verwenden Sie unseren Kv-Durchflussrechner mit präzisen Kv-Berechnungsformeln, um den Kv-Wert Ihres Ventils zu ermitteln.