밸브 유량계수 Cv·Kv 변환기

Kv = 0.865 × Cv, Cv = 1.156 × Kv입니다. 정확한 값은 0.8649777과 1.1560992이며, 이 수는 외우는 것이 아니라 두 정의에서 유도됩니다. Cv는 1psi 차압에서 흐르는 갤런/분, Kv는 1bar 차압에서 흐르는 m³/h이므로, 갤런과 psi의 정의값을 넣어 0.2271247 ÷ √0.06894757을 계산하면 그대로 나옵니다.

Cv는 60℉ 물이 차압 1psi에서 밸브를 통과하는 양을 US 갤런/분으로 나타낸 값이고, Kv는 5~40℃ 물이 차압 1bar에서 통과하는 양을 m³/h로 나타낸 값입니다. 같은 성질을 재는데 단위계만 다릅니다. 그래서 Kv가 1인 밸브에 물을 1bar 차압으로 흘리면 정확히 1m³/h가 나옵니다.

액체에서 Q = Kv·√(ΔP/SG)입니다. Q는 m³/h, ΔP는 bar, SG는 비중(물=1)입니다. 야드파운드법이면 Q = Cv·√(ΔP/SG)로 Q가 gpm, ΔP가 psi가 됩니다. 유량이 차압의 제곱근에 비례하므로, 유량을 두 배로 늘리려면 차압이 네 배 필요합니다.

필요한 유량과 허용 차압에서 Kv = Q·√(SG/ΔP)를 구하고, 이보다 큰 Kv를 가진 밸브를 고릅니다. 허용 차압이 작을수록 큰 밸브가 필요하며, 차압을 4분의 1로 줄이면 필요한 Kv는 두 배가 됩니다. 다만 제어 밸브라면 전체 손실 대비 밸브 차압의 비율(밸브 오소리티)도 함께 봐야 하는데, 그 판단은 이 계산기의 범위 밖입니다.

쓸 수 없습니다. 이 식은 액체 전용입니다. 기체와 증기는 밸브를 지나며 압축·팽창해 밀도가 변하므로 팽창계수 Y와 비열비가 들어가는 다른 식을 써야 하고, 하류 압력을 아무리 낮춰도 유량이 늘지 않는 임계유동(초킹)이 생깁니다. 액체 식을 그대로 쓰면 실제보다 큰 유량이 나와 밸브를 작게 고르게 됩니다.

아닙니다. 차압이 커지면 밸브 목에서 압력이 증기압 아래로 떨어져 캐비테이션이나 플래싱이 일어나고, 그때부터는 차압을 더 키워도 유량이 늘지 않습니다. 이 계산은 그 앞쪽인 비초킹·난류 영역에서만 맞습니다. 초킹 여부를 판정하려면 밸브마다 다른 FL(압력회복계수)과 FF가 필요합니다.

운전 온도에서의 값을 쓰는 것이 맞습니다. 이 계산기의 유체 표는 상온 기준 어림값이며, 온도가 오르면 밀도가 낮아져 비중도 내려갑니다. 특히 기름류와 글리콜 수용액은 온도·농도에 따라 몇 %씩 달라집니다. 비중이 4배가 되면 같은 차압에서 유량이 절반이 되므로 무시할 수 있는 값이 아닙니다.