Coeficiente de fluxo - Flow coefficient

O coeficiente de fluxo de um dispositivo é uma medida relativa de sua eficiência em permitir o fluxo de fluido . Ele descreve a relação entre a queda de pressão em uma válvula de orifício ou outro conjunto e a taxa de fluxo correspondente .

Matematicamente, o coeficiente de fluxo C _v (ou classificação de capacidade de fluxo da válvula) pode ser expresso como:

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

Onde:

Q é a taxa de fluxo (expressa em galões americanos por minuto),

SG é a gravidade específica do fluido (para água = 1),

Δ P é a queda de pressão na válvula (expressa em psi).

Em termos mais práticos, o coeficiente de fluxo C _v é o volume (em galões americanos) de água a 60 ° F que fluirá por minuto através de uma válvula com uma queda de pressão de 1 psi na válvula.

O uso do coeficiente de fluxo oferece um método padrão de comparação das capacidades e dimensionamento das válvulas para aplicações específicas, amplamente aceito pela indústria. A definição geral do coeficiente de fluxo pode ser expandida em equações que modelam o fluxo de líquidos, gases e vapor usando o coeficiente de descarga .

Para fluxo de gás em um sistema pneumático, o C _v para o mesmo conjunto pode ser usado com uma equação mais complexa. As pressões absolutas (psia) devem ser usadas para o gás, em vez de simplesmente a pressão diferencial.

Para o fluxo de ar à temperatura ambiente, quando a pressão de saída é menor que 1/2 da pressão de entrada absoluta, o fluxo se torna bastante simples (embora atinja a velocidade sônica internamente). Com C _v = 1,0 e pressão de entrada de 200 psia, o fluxo é de 100 pés cúbicos padrão por minuto (scfm). O fluxo é proporcional à pressão de entrada absoluta, de modo que o fluxo em scfm seria igual ao coeficiente de fluxo C _v se a pressão de entrada fosse reduzida a 2 psia e a saída fosse conectada a um vácuo com menos de 1 psi de pressão absoluta (1,0 scfm quando C _v = 1,0, entrada de 2 psia).

Fator de fluxo

O fator de fluxo equivalente métrico ( K _v ; comumente usado em qualquer outro lugar do mundo, com exceção dos Estados Unidos) é calculado usando unidades métricas:

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

Onde

K _v é o fator de fluxo (expresso em ). ${\ displaystyle [m ^ {3} .h ^ {- 1}]}$

Q é a vazão (expressa em metros cúbicos por hora [ ]), ${\ displaystyle m ^ {3} / h}$

SG é a gravidade específica do fluido (para água = 1),

∆ P é a pressão diferencial no dispositivo (expressa em [bar]).

K _v pode ser calculado a partir de C _v usando a equação:

${\ displaystyle K_ {v} = 0,865 \ cdot C_ {v}}$

O fator ou valor k _v, como também é chamado, é definido em VDI / VDE Richtlinien No. 2173. Uma versão simplificada da definição é: O fator k _v de uma válvula indica "O fluxo de água em m ³ / h, em um queda de pressão através da válvula de 1 kgf / cm ² quando a válvula está completamente aberta. A definição completa também diz que o meio de fluxo deve ter um peso específico de 1000 kg / m ³ e uma viscosidade cinemática de 10 ⁻⁶ m ² / seg agua

Referências

Veja também

• Coeficiente de descarga