Fluidní kalkulačka

Při správném výběru typu a rozměrů ventilu mohou být rozhodující různé výpočtové veličiny. Při hledání správného ventilu pro dané požadavky a aplikace pomáhá hodnota Kv, objemový průtok a hodnota tlakové ztráty. Vypočítejte tyto hodnoty jednoduše online pomocí naší bezplatné fluidní kalkulačky.

Průtokový součinitel

Co vyjadřuje průtokový součinitel Kv?

Hodnota Kv je od normalizovaný ukazatel existující od 50. let 20. století, který uvádí dosažitelný průtok fluidu ventilem. Výpočet hodnoty Kv se provádí podle normy DIN EN 60 534, přičemž hodnota se podle směrnic VDE/VDI 2173 určuje měřením vody při tlakové ztrátě přibližně 1 bar a teplotě 5–30 °C. Jednotka výsledku se uvádí v m3/h.

Kromě toho tato charakteristická hodnota ventilu představuje pouze určitý zdvih ventilu, tedy specifický stupeň otevření. Ventil tedy vykazuje tolik hodnot Kv, kolik má stupňů nastavení. Otevírací/zavírací ventil má tedy pouze jednu hodnotu Kv a regulační ventily mají hodnoty Kv pro každou polohu. Ukazatel pro maximální zdvih 100 % je hodnota Kvs.

Rozdíl mezi hodnotami Cv a Kv

Hodnota Cv, která je často používána jako rovnocenná, je americká měrná jednotka, která se udává v USG/min (americký galon za minutu), a proto ji nelze postavit na stejnou úroveň s hodnotou Kv. K tomuto účelu existují přepočítací vzorce:

Kv = 0.857 * Cv 

Cv = 1.165 * Kv

Vzorce pro výpočet průtokového součinitele pro různá skupenství

Výpočet hodnoty Kv kapalin

Pro výpočet hodnoty Kv kapalin je nutné znát průtok v l/min nebo m3/h, hustotu média před ventilem a tlakovou ztrátu přes ventil, tedy rozdíl vstupního a zpětného tlaku.

Q = objemový průtok v m3³/h
Δp = tlaková ztráta v bar
ρ = hustota kapaliny v kg/m³

Výpočet hodnoty Kv plynů

Při výpočtu pro plyny se rozlišuje mezi podkritickým a nadkritickým stavem proudění. Podkritický znamená, že vstupní a zpětný tlak ventilu určují průtočné množství. Čím větší je zpětný tlak, tedy tlak za ventilem (p2), tím menší je objemový průtok.

Nadkritický naopak znamená, že průtočné množství závisí pouze na vstupním tlaku, přičemž zde nastává průtokový efekt „škrcení“. Při něm nastává při velkém tlakovém rozdílu (Δp > p1/2) v nejužším průřezu ventilu teoreticky rychlost zvuku. Médium urychlené tlakovou ztrátou při tom nemůže téci rychleji než rychlost zvuku (Mach 1), i když se zpětný tlak dále sníží. U plynů se normalizovaný výpočet provádí při 1 013 hPa a 0 °C s QN jako normalizovaným průtočným množstvím a normalizovanou hustotou ρN. V tomto případě je nutné navíc zohlednit vliv teploty.

Výpočet při podkritickém proudění (podzvuková rychlost)

Výpočet při nadkritickém proudění (rychlost zvuku)

p₁ = vstupní tlak v bar
p₂ = zpětný tlak v bar
Δ_p = tlaková ztráta v bar
Q_N = objemový průtok, normalizovaný, v m³/h
ρ_N = hustota, normalizovaná, v kg/m ³
T = absolutní teplota před ventilem v Kelvinech

Měřicí sestava pro výpočet hodnoty Kv ventilů

Níže uvedený obrázek znázorňuje měřicí sestavu k výpočtu hodnot Kv při dané tlakové ztrátě. Zde je 1 zkušební vzorek, tedy zkoušený ventil, a 2 průtokoměr. Zkušební sestavu dále tvoří měřicí místa pro vstupní (3) a zpětný tlak (4) a průtokový regulační ventil (5). Nakonec se pro měření plynných médií připojí přístroj na měření teploty (6).

1 zkušební vzorek
2 průtokoměr< br />3 manometr: tlak před ventilem (vstupní tlak)
4 manometr: tlak za ventilem (zpětný tlak)
5 průtokový regulační ventil
6 teploměr

Objemový průtok

Co vyjadřuje objemový průtok Q?

Další ukazatel z fluidní techniky je průtok, nebo rovněž nazývaný jako objemový průtok nebo objemový proud. Vyjadřuje, jaký objem fluidu proteče ventilem v daném čase.

Pro výpočet průtokového množství kapaliny musí být známa hodnota Kv, hustota média a tlakový rozdíl mezi vstupním a zpětným tlakem. Média uváděná firmou Bürkert jsou například kyslík, oxid uhelnatý nebo etan. Zde je příslušná hustota již uložena a tlakový rozdíl se vypočítá automaticky, takže je nutné vyplnit pouze pole hodnoty Kv a vstupního a zpětného tlaku.

Vzorce pro výpočet objemového proudu pro různá skupenství

Výpočet průtoku u kapalin

Průtokové množství se vypočítá podle tohoto vzorce:

Q = průtokové množství
Kv = průtokový součinitel v m³/h
Δp = tlaková ztráta v bar
ρ = hustota v kg/m ³

Výpočet průtoku plynů

Normalizovaný průtok plynu zase vyžaduje rovněž hodnotu Kv, kromě toho normalizovanou hustotu, vstupní a zpětný tlak a teplotu média. Navíc je i zde nutné opět rozlišovat mezi podkritickým a nadkritickým prouděním.

Výpočet při podkritickém proudění

Výpočet při nadkritickém proudění

p₁ = vstupní tlak v bar
p₂ = zpětný tlak v bar
Δp = tlaková ztráta v bar
Kv = průtokový součinitel v m³/h
ρ_N = hustota v kg/m³
T = teplota v Kelvinech

Tlaková ztráta přes ventil

Jak vypočítat tlakovou ztrátu přes ventil

Tlaková ztráta vyjadřuje rozdíl mezi vstupním tlakem média před ventilem a zpětným tlakem za ventilem. Tato naměřená hodnota se vztahuje ke ztrátě energie fluidu při průtoku ventilem a uvádí se v barech. Pro výpočet tlakové ztráty kapaliny je potřeba hodnota Kv, hustota kapaliny a průtok. Níže naleznete vzorec pro výpočet.

Vzorce pro výpočet tlakové ztráty pro různá skupenství

Výpočet tlakové ztráty u kapalin

ρ = hustota v kg/m³
Q = objemový průtok v m³/h
Kv = průtokový součinitel v m³/h

Výpočet tlakové ztráty u plynů

Při výpočtu pro plynné médium se rozlišuje mezi podkritickým a nadkritickým prouděním a jsou nutné tyto hodnoty: hodnota Kv, normalizovaný průtok při 1 013 hPa a 0 °C, navíc normalizovaná hustota, zpětný tlak a teplota média.

Výpočet při podkritickém proudění

Výpočet při nadkritickém proudění

p₁ = vstupní tlak v bar
p₂ zpětný tlak v bar
ρ_N = hustota v kg/m³
T = teplota v Kelvinech
Q_N = objemový průtok, normalizovaný, v m³/h
Kv = průtokový součinitel v m³/h

Vyberte si z velkého počtu dostupných médií, jako brom nebo neon, která jsou uložena včetně jejich hustoty, nebo vytvořte další médium. Při tom musíte pouze uvést hustotu a skupenství fluidu. Zatímco budete zadávat potřebné údaje pro Vaši požadovanou hodnotu, pracuje již fluidní kalkulačka na pozadí a zobrazí Vám kromě konečného výsledku automaticky i průběžné výsledky v rámečku vpravo nahoře.

Spusťte výpočet nyní!

Chcete vypočítat jiné látky, jako např. vodík, nebo speciální podmínky proudění, které se vyskytují kvůli velmi nízkému průtoku nebo vyšší viskozitě? Nebo hledáte procesní ventil, který se dokonale hodí k Vašim požadavkům? Pak využijte náš nástroj pro navrhování ventilů určený pro výběr speciálně procesních ventilů. Dimenzování ventilu nyní!