Calcolatore fluidico
Il calcolatore fluidico consente di calcolare in modo semplice e affidabile valori Kv, portate e cadute di pressione.
Diverse grandezze di calcolo possono essere determinanti per scegliere correttamente tipo e dimensioni di una valvola. Ad esempio valore Kv, velocità di flusso e valore caratteristico della perdita di pressione sono utili per trovare la valvola giusta per i requisiti e le applicazioni desiderati. Calcolate semplicemente questi valori online con il nostro calcolatore fluidico gratuito.
Coefficiente di portata
Cosa indica il coefficiente di portata Kv?
Il valore Kv è un valore caratteristico normalizzato in uso dagli anni ‘50 che indica il flusso conseguibile di un fluido attraverso una valvola. Il calcolo del valore Kv avviene secondo la norma DIN EN 60 534 e il valore, secondo le direttive VDE/VDI 2173, viene definito tramite la misurazione di acqua con una perdita di pressione di ca. 1 bar e una temperatura di 5-30°C. L’unità di misura del risultato è indicata in m3/h.
Inoltre questo valore caratteristico vale solo per una determinata corsa della valvola, ossia per un grado di apertura specifico. Pertanto una valvola presenta un numero di valori Kv corrispondente ai suoi livelli di regolazione. Una valvola on/off ha quindi un solo valore Kv, mentre le valvole di regolazione hanno valori Kv per ogni posizione. Il valore caratteristico per la corsa massima del 100% è il valore Kvs.
Differenza tra valori Cv e Kv
Il valore Cv, spesso ritenuto equivalente, è l’unità di misura americana che viene espressa in USG/min (galloni USA al minuto) e che pertanto non può essere equiparata al valore Kv. A tale scopo esistono formule di conversione:
Kv = 0.857 * Cv
Cv = 1.165 * Kv
Formule per il calcolo del coefficiente di portata per diversi stati di aggregazione
Calcolo del Kv dei liquidi
Per calcolare il valore Kv dei liquidi, devono essere noti la portata in l/min o m3/h, la densità del fluido prima della valvola e la perdita di pressione nella valvola, vale a dire la differenza tra pressione d’ingresso e contropressione.
Q = Portata volumetrica in m3/h
Δp = Perdita di pressione in bar
ρ = Densità del liquido in kg/m3
Calcolo del Kv dei gas
Nel calcolo per i gas si fa distinzione fra stato di flusso sottocritico e supercritico. Sottocritico significa che la portata è determinata da pressione d’ingresso e contropressione della valvola. Tanto maggiore è la contropressione, vale a dire la pressione dopo la valvola (p2), quanto minore è la portata volumetrica.
Supercritico significa invece che la portata dipende solo dalla pressione d’ingresso, nel cui caso si verifica l’effetto del “choking”. Oltre a ciò, con una grande differenza di pressione (Δp > p1/2) nella sezione più stretta della valvola si instaura teoricamente la velocità del suono. In questo caso il fluido accelerato dalla perdita di pressione non può scorrere più veloce della velocità del suono (Mach 1), anche se la contropressione viene ulteriormente abbassata. Per i gas, il calcolo normalizzato è effettuato a 1013 hPa e 0°C, con QN come portata normale e la densità normale ρN. In questo contesto occorre considerare anche l’influsso della temperatura.
Calcolo con flusso sottocritico (velocità subsonica)
Calcolo con flusso supercritico (velocità del suono)
p1 = Pressione d’ingresso in bar
p2 = Contropressione in bar
Δp = Perdita di pressione in bar
QN = Portata volumetrica, normalizzata, in m3/h
ρN = Densità, normalizzata, in kg/m3
T = Temperatura assoluta prima della valvola in Kelvin
Configurazione di misura per il calcolo del valore Kv delle valvole
La figura sottostante mostra una configurazione di misura per determinare valori Kv alla perdita di pressione data. 1 è il provino, ossia la valvola da testare, e 2 il misuratore di portata. La configurazione sperimentale prevede anche punti di misura per la pressione d’ingresso (3) e la contropressione (4) e una valvola di regolazione della corrente (5). Infine, per la misurazione di fluidi gassosi, è collegato un dispositivo per la misura della temperatura (6).
1 Provino
2 Misuratore della portata
3 Manometro: Pressione prima della valvola (pressione d’ingresso)
4 Manometro: Pressione dopo la valvola (contropressione )
5 Valvola di regolazione della corrente
6 Dispositivo per la misura della temperatura
Portata
Cosa indica la portata Q?
Un ulteriore parametro della fluidotecnica è la portata, anche nota come portata volumetrica o flusso volumetrico. Indica il volume di un fluido che scorre attraverso una valvola in un determinato periodo di tempo.
Per calcolare la portata di un liquido, devono essere noti il valore Kv, la densità del fluido e la differenza tra pressione d’ingresso e contropressione. I mezzi indicati da Bürkert sono ad esempio ossigeno, monossido di carbonio o etano. In questo caso la rispettiva densità è già definita e la differenza di pressione viene calcolata automaticamente, cosicché devono essere compilati solo i campi del valore Kv e di pressione d’ingresso e contropressione.
Formule per il calcolo del flusso volumetrico per diversi stati di aggregazione
Calcolo dalla portata dei liquidi
La portata viene calcolata con la seguente formula:
Q = Portata
Kv = Coefficiente di portata in m3/h
Δp = Perdita di pressione in bar
ρ = Densità in kg/m3
Calcolo dalla portata dei gas
La porta normalizzata di un gas richiede ugualmente il valore Kv, oltre alla densità normale, alla pressione d’ingresso e alla contropressione, e alla temperatura del fluido. Inoltre anche qui occorre fare distinzione tra flusso sottocritico e supercritico.
Calcolo con flusso sottocritico
Calcolo con flusso supercritico
p1 Pressione d’ingresso in bar
p2 = Contropressione in bar
Δp = Perdita di pressione in bar
Kv = Coefficiente di portata in m3/h
ρN = Densità in kg/m3
T = Temperatura in Kelvin
Perdita di pressione nella valvola
Come viene calcolata la perdita di pressione nella valvola
La caduta di pressione designa la differenza tra la pressione d’ingresso del fluido prima della valvola e la contropressione dopo la valvola. Questo valore misurato si riferisce alla perdita di energia di un fluido durante l'attraversamento di una valvola e viene indicato in bar. Per il calcolo della perdita di pressione in relazione a un liquido sono necessari il valore Kv, la densità del liquido e la portata. Qui di seguito è riportata la formula fondamentale per il calcolo.
Formule per il calcolo della caduta di pressione per diversi stati di aggregazione
Calcolo della caduta di pressione nei liquidi
ρ = Densità in kg/m3
Q = Portata volumetrica in m3/h
Kv = Coefficiente di portata in m3/h
Calcolo della caduta di pressione nei gas
Nel calcolo per un fluido gassoso si distingue tra flusso sottocritico e supercritico e sono necessari i seguenti valori: il valore Kv, la portata normale a 1013 hPa e 0°C, e anche la densità normale, la contropressione e la temperatura del mezzo.
Calcolo con flusso sottocritico
Calcolo con flusso supercritico
p1 = Pressione d’ingresso in bar
p2 = Contropressione in bar
ρN = Densità in kg/m3
T = Temperatura in Kelvin
QN = Portata volumetrica, normalizzata, in m3/h
Kv = Coefficiente di portata in m3/h
Potete scegliere fra i molteplici mezzi disponibili, come bromo o neon, che sono memorizzati insieme alla rispettiva densità, oppure impostare un altro mezzo. In tal caso occorre indicare solo la densità e lo stato di aggregazione del fluido. Durante l’inserimento dei dati necessari per il valore desiderato, il calcolatore fluidico lavora già in background e, oltre al risultato finale, mostra automaticamente anche i risultati intermedi nella casella in alto a destra.
Avvia il calcolo!
Desiderate calcolare altre sostanze, ad es. vapore acqueo, oppure condizioni di flusso speciali che vengono determinate da una portata ridottissima o da viscosità più elevate? Oppure cercate una valvola di processo che si adatti perfettamente alle vostre esigenze? In questo caso potete utilizzare il nostro tool di configurazione delle valvole per la specifica selezione di valvole di processo. Configura la valvola!