Samstag, 4. Februar 2017

Durchflusskoeffizient Kv-Wert

Definition:

Der Kv-Wert eines Ventils beschreibt den Durchsatz eines gasförmigen oder flüssigen Mediums bei einem Druckabfall von 1 bar. Man muss dazu die Dichte des Mediums, die Durchflussmenge und den Druckverlust kennen.
V in [m3/h]
pkv Referenzdruck [105 Pa]
Δp Druckverlust Ventil in Pa
ρ die Dichte des Mediums in kg/m3
ρw Dichte Wassers in kg/m3 
(1000 kg/m3 bei etwa 3-20°C).


Arbeitet man mit kaltem Wasser vereinfacht sich die Formel:


 








Grundüberlegung

Hier ein kleiner gedanklicher Versuchsaufbau mit kaltem Wasser:
Ein Behälter mit einer konstanten Füllhöhe von etwa 10m (1bar) wird mit kaltem Wasser gefüllt. Das Wasser fließt danach (reibungsfrei) durch das Ventil in einen Eimer. Würde man jetzt genau 1 Stunde warten, entspräche das Volumen in m3 genau dem „Kv-Wert“.
Anders gesagt: der Kv-Wert ist der Volumenstrom in m3/h bei einem bar Druckverlust.
Der Kv-Wert ist eine große Hilfe bei der Auswahl eines Ventils, da man mit einem Wert eine Aussage über den Durchfluss bei einem bestimmten Druck erhält. Leider hat man nicht immer einen Druckverlust von einem bar im Ventil, so dass der Kv-Wert berechnet werden muss.

Berechnungbeispiel:

Ein Ventil soll einen Druckverlust von 250Pa bei einem Volumenstrom von 31 Liter pro Stunde erzeugen. Welcher kv-Wert wird benötigt?

Hier eine kleine Softwarelösung:
Eingabe:  
Ergebnis:  

Es gibt natürlich Software dafür, aber die Berechnung ist relativ einfach:
Losungweg:
Volumenstrom V in [m3/h]:

Δp Druckverlust Ventil in [Pa]= 250Pa

ρ die Dichte des Mediums in kg/m3= 1000kg/m3

Berechnung:



Nur für kaltes Wasser:

Vereinfacht für kaltes Wasser kann man folgende Formeln verwenden:

 

Welche KV-Werte gibt es eigentlich?

Kv100 –Wert: Kv -Wert in m3/h bei vollständig geöffneter Armatur (Nennhub H100%).

Kvs –Wert: Für die Kennzeichnung von Ventiltypen (Bauserien) wird in den Herstellerunterlagen ein Kvs -Wert angegeben. (Kvs=Kv100)

Kvr –Wert Der kleinste Kv –Wert. (Der noch regelbar ist)

Kvo –Wert Theoretische Größe für die mathematische Beschreibung der Kennliniengrundform.

Grüße  Old School Engineer