流量係数

装置の流量係数は、流体の流れを許容する効率の相対的な尺度です。オリフィスバルブやその他のアセンブリにおける圧力降下とそれに対応する流量の関係を表します。流れの制限が大きいほど、装置全体の圧力降下が大きくなり、流量係数は小さくなります。逆に、流れの制限が小さい装置では、圧力降下は小さく、流量係数は大きくなります。例えば、1インチのボールバルブの流量係数は80であるのに対し、同じ用途で同様のサイズのグローブバルブの流量係数は10になる場合があります。

数学的には、流量係数C _v（またはバルブの流量定格）は次のように表すことができます。

$${\displaystyle C_{\text{v}}=Q{\sqrt {\frac {\text{SG}}{\Delta P}}},}$$

どこ、

Qは流量（米ガロン/分で表されます）です。

SGは流体の比重（水の場合 = 1）です。

Δ Pはバルブ全体の圧力降下です（psi で表されます）。

より具体的には、流量係数C _vは、バルブ全体で 1 psi (6.9 kPa) の圧力降下を伴うバルブを 1 分間に流れる 60 °F (16 °C) の水の量 (米ガロン単位) です。

流量係数の使用は、バルブの容量を比較し、特定の用途に適したバルブのサイズを決定するための標準的な方法であり、業界で広く受け入れられています。流量係数の一般的な定義は、流量係数を用いて液体、気体、蒸気の流れをモデル化する式に拡張することができます。

空気圧システムにおけるガス流量については、同じアセンブリのC _{vをより複雑な式で使用できます。} ^{[ 1 ] [ 2 ]}ガスの場合は、単純な差圧ではなく絶対圧力（psia）を使用する必要があります。

室温における空気の流れにおいて、出口圧力が入口圧力の絶対値の半分未満になると、流れは非常に単純になります（ただし、内部では音速に達します）。C _v = 1.0、入口圧力が200 psiaの場合、流量は100標準立方フィート/分（scfm）です。流量は入口圧力の絶対値に比例するため、入口圧力が2 psiaに低下し、出口が1 psi未満の真空に接続されている場合、scfm単位の流量はC _{v流量係数と等しくなります（} C _v = 1.0、入口圧力が2 psiaの場合、流量は1.0 scfmです）。

フロー係数

メートル法等価フロー係数（K _v）はメートル法単位を使用して計算されます。

$${\displaystyle K_{\text{v}}=Q{\sqrt {\frac {\text{SG}}{\Delta P}}},}$$

ここで、^{[ 3 ]}

K _vは流量係数（m ³ /hで表されます）です。

Qは流量（m ³ /hで表されます）です。

SGは流体の比重（水の場合 = 1）です。

∆ Pはデバイス全体の差圧です（bar 単位で表されます）。

K _{v は}C _vから次の式を使って計算できる^{[ 4 ]}

$${\displaystyle C_{\text{v}}=1.156\cdot K_{\text{v}}.}$$

kv係数または_kv値とも呼ばれるものは、VDI/VDE Richtlinien No. 2173で定義されています。^{[ 5 ]}定義の簡略版は次のとおりです。バルブのkv_係数は、「バルブの前後の圧力降下が1m ³ /hのときの水流量を示します。バルブが完全に開いているとき、 1 kgf/cm ^{2 の}密度が必要です。完全な定義では、流体の密度は1000 kg/m ³および動粘度10 ⁻⁶  m ² /s、例えば水。

参照

• 排出係数

参考文献

1. 「バルブサイジング」（PDF） . 技術速報. Swagelok . 2020年4月21日閲覧。
2. “C _v Calculator” . Generant. 2016年3月4日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2020年4月21日閲覧。
3. Boysen, Herman. 「k _V : what, why, how, whence?」(PDF)技術論文. Danfoss . 2020年4月21日閲覧。
4. 「コントロールバルブのサイズ設定」コントロールバルブハンドブック（PDF）（第5版）エマソンエレクトリック. 2019年9月. 2022年2月26日閲覧。
5. Strömungstechnische Kenngrößen von Stellventilen und deren Bestimmung [制御弁の流体特性量とその決定] (PDF) (標準)。VDI、VDE。 2007 年 9 月。2173 。2020 年4 月 17 日に取得。