流量係数

装置の流量係数は、流体の流れを許容する効率の相対的な尺度です。これは、オリフィスバルブなどのアセンブリにおける圧力降下と、それに対応する流量との関係を表します。流れの制限が大きいほど、装置全体の圧力降下が大きくなり、流量係数は小さくなります。逆に、流れの制限が少ない装置では、圧力降下が小さくなり、流量係数は大きくなります。例えば、1インチのボールバルブの流量係数は80であるのに対し、同じ用途で使用される同サイズのグローブバルブの流量係数は10となる場合があります。

数学的には、流量係数C _v (またはバルブの流量容量定格) は次のように表すことができます。

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

どこ、

Qは流量（1分あたりの米国ガロンで表される）です。

SGは流体の比重（水の場合は1）です。

ΔPはバルブを通過する際の圧力降下（psi単位）です。

より実際的な言い方をすれば、流量係数Cv_は、バルブの両端で1psi （6.9kPa ）の圧力降下があるバルブを1分間に通過する、60 °F（16 °C）の水の体積（米国ガロン単位）です。    

流量係数を用いることで、バルブの容量を比較し、特定の用途に合わせてバルブのサイズを決定する標準的な方法が確立され、業界で広く受け入れられています。流量係数の一般的な定義は、吐出係数を用いて液体、気体、蒸気の流れをモデル化する方程式へと拡張することができます。

空気圧システムにおけるガス流量の場合、同じアセンブリのC _{v はより複雑な方程式で使用できます。} ^{[ 1 ] [ 2 ]}ガスには、単純な差圧ではなく絶対圧力 (psia) を使用する必要があります。

室温における空気の流れの場合、出口圧力が絶対入口圧力の 1/2 未満であれば、流れは非常に単純になります (内部では音速に達しますが)。C _v = 1.0 で入口圧力が 200 psia の場合、流量は毎分 100 標準立方フィート(scfm) です。流量は絶対入口圧力に比例するため、入口圧力を 2 psia に下げ、出口を 1 psi 未満の絶対圧力の真空に接続した場合、 scfm 単位の流量はC _{v流量係数に等しくなります (} C _v = 1.0、2 psia 入力の場合 、1.0  scfm )。 

メートル法換算流量係数（Kv ）は_、メートル法の単位を用いて計算されます。

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

ここで、^{[ 3 ]}

K _vは流量係数（m ³ /h で表される）です。

Qは流量（m³/hで表される^）です。

SGは流体の比重（水の場合は1）です。

∆Pは装置にかかる差圧（単位はbar）です。

K _{v は}式^{[ 4 ]}を使用してC _vから計算できます。

$${\displaystyle C_{\text{v}}=1.156\cdot K_{\text{v}}.}$$

k _v係数または値とも呼ばれるものは、VDI/VDE ガイドライン No. 2173 で定義されています。^{[ 5 ]}定義の簡略版は次のとおりです。バルブのk _v係数は、「バルブの両端の圧力降下が、水流量 (m³/h) が^、バルブが完全に開いているときは1  kgf/cm ²です。完全な定義では、流体媒体の密度は1000  kg/m ³および動粘度10 ⁻⁶  m ² /s、例えば水。

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