K_v Wert von Ventilen berechnen

Kv Wert

Kv Wert von Ventilen (Durchflussfaktor)

Der Kv Wert wird auch als Durchflussfaktor oder als Durchflusskoeffizient bezeichnet. Er ist ein Maß für den Durchsatz einer Flüssigkeit oder eines Gases durch ein Ventil und dient zur Auswahl und Dimensionierung von Ventilen. Der Kv-Wert entspricht dem Wasserdurchfluss durch ein Ventil (in m³/h), bei einer Druckdifferenz von 1 bar und einer Wassertemperatur von 5 - 30 °C.
Ein Kv-Wert gilt nur für den zugehörigen Hub (Öffnungsgrad) eines Ventils. Bei Nennhub (100 % Öffnungsgrad) wird der Kv-Wert als Kvs bzw. Kv100 Wert bezeichnet. Anhand des K vs-Wertes kann bei einem Ventil der maximal mögliche Durchsatz ermittelt werden. Bei der Auslegung eines Ventils sollte auf den Kvs Wert eine Auslegungsreserve von 20-30% berücksichtigt werden.

Berechnung des Kv Werts bei Flüssigkeiten

Entscheidend für die Berechnung des Durchflusskoeffizienten bei Flüssigkeiten sind der Volumenstrom, die Dichte des Mediums und der Druckverlust.

Für die Ausgangswerte 1 bar und ρ₀ = 1000 kg/m³ bei 20°C kürzt sich die Formel zu

K _v = Kv Faktor des Ventils (m³/h)
Q = Durchflussvolumenstrom (m³/h) 
ρ = Dichte des Mediums (kg/m³) 
ρ₀ = Dichte des Mediums für den K_v Wert (kg/m³) 
Δ p = Druckverlust (bar) 

K _v = Kv Faktor des Ventils (m³/h)
Q = Durchflussvolumenstrom (m³/h) 
ρ = Dichte des Mediums (kg/m³) 
ρ₀ = Dichte des Mediums für den K_v Wert (kg/m³) 
Δ p = Druckverlust (bar) 

Berechnung des Kv Werts bei Flüssigkeiten

Berechnung des Kv Werts bei Flüssigkeiten in Abhängigkeit des Volumenstroms, Dichte und des Druckverlust.

Berechnungsprogramm

Berechnung des Kv Werts bei Gase

Bei gasförmigen Medien ist zwischen unterkritischem und überkritischem Strömungszustand zu unterscheiden. Ein unterkritischer Zustand herrscht, wenn der Durchsatz von p1 und p2 abhängig ist. Bei einem überkritischen Zustand ist der Durchsatz nur von p1 abhängig gegeben durch die engste Stelle im Ventil.

K _v = Kv Faktor des Ventils (m³/h)
Q _N = Durchflussmenge (Nm³/h) (*
ρ _N = Dichte (kg/Nm³) (*
Δ p = Druckverlust (bar) 
p ₁ = abs. Druck vor dem Ventil (bar)
p ₂ = abs. Druck hinter dem Ventil (bar)
T ₁ = abs. Temperatur vor dem Ventil (°K) (273 + °C) 
(* bei Normzustand 0 °C und Luftdruck 101300 Pa)

K _v = Kv Faktor des Ventils (m³/h)
Q _N = Durchflussmenge (Nm³/h) (*
ρ _N = Dichte (kg/Nm³) (*
Δ p = Druckverlust (bar) 
p ₁ = abs. Druck vor dem Ventil (bar)
p ₂ = abs. Druck hinter dem Ventil (bar)
T ₁ = abs. Temperatur vor dem Ventil (°K) (273 + °C) 
(* bei Normzustand 0 °C und Luftdruck 101300 Pa)

K _v = Kv Faktor des Ventils (m³/h)
Q _N = Durchflussmenge (Nm³/h) (*
ρ _N = Dichte (kg/Nm³) (*
Δ p = Druckverlust (bar) 
p ₁ = abs. Druck vor dem Ventil (bar)
p ₂ = abs. Druck hinter dem Ventil (bar)
T = abs. Temperatur vor dem Ventil (°K) (273 + °C) 
(* bei Normzustand 0 °C und Luftdruck 101300 Pa)

K _v = Kv Faktor des Ventils (m³/h)
Q _N = Durchflussmenge (Nm³/h) (*
ρ _N = Dichte (kg/Nm³) (*
Δ p = Druckverlust (bar) 
p ₁ = abs. Druck vor dem Ventil (bar)
p ₂ = abs. Druck hinter dem Ventil (bar)
T = abs. Temperatur vor dem Ventil (°K) (273 + °C) 
(* bei Normzustand 0 °C und Luftdruck 101300 Pa)

Berechnung des Kv Werts bei Gase

Berechnung des Kv Werts bei Gase in Abhängigkeit des Volumenstroms, Dichte, Druckverlust und Mediumtemperatur.

Berechnungsprogramm

Kv Wert bei mehreren Ventilen

Gesamt Kv Wert bei Reihenschaltung von Ventilen

Bei Reihenschaltung von Ventilen berechnet sich der Gesamt K_v Wert aus der Summe der Kehrwerte der einzelnen Ventilwerte zum Quadrat.

K _v,ges = Gesamt Kv Wert (m³/h)
K _v,i = Kv Faktor des einzelnen Ventils (m³/h)

K _v,ges = Gesamt Kv Wert (m³/h)
K _v,i = Kv Faktor des einzelnen Ventils (m³/h)

Gesamt Kv Wert bei Parallelschaltung von Ventilen

Bei Parallelschaltung von Ventilen berechnet sich der Gesamt K_v Wert aus der Summe der einzelnen Ventilwerte.

K _v,ges = Gesamt Kv Wert (m³/h)
K _v,i = Kv Faktor des einzelnen Ventils (m³/h)

K _v,ges = Gesamt Kv Wert (m³/h)
K _v,i = Kv Faktor des einzelnen Ventils (m³/h)

Zusammenhang zwischen Kv und Zetawert

Aus dem K_v Wert, kann der Zetawert nach folgender Formel berechnet werden.

Näherungsformel

ζ = Zetawert (-) 
d = Strömungsdurchmesser (mm) 
K _v = Kv Faktor des Ventils (m³/h)
A = Strömungsquerschnitt (mm²)

ζ = Zetawert (-) 
d = Strömungsdurchmesser (mm) 
K _v = Kv Faktor des Ventils (m³/h)
A = Strömungsquerschnitt (mm²)

Zusammenhang zwischen Durchflussbeiwert Cv und Zetawert

Der Cv-Wert (Durchflussfaktor oder Durchflusskoeffizient) bestimmt den Durchsatz einer Flüssigkeit oder eines Gases durch ein Ventil.
Der Cv-Wert dient der Auswahl und Dimensionierung von Ventilen.

C_v = Durchflussbeiwert (-)
ζ = Zetawert (-) 

C_v = Durchflussbeiwert (-)
ζ = Zetawert (-) 

Kv Wert umrechnen in andere Einheiten

In Europa ist der Kv bezogen auf einen Volumenstrom von 1 m³/h Wasser bei 16° C und einem Druckverlust von 1 bar.
In USA und England wird der Kv Wert mit Cv bezeichnet und ist bezogen auf einen Volumenstrom von 1 gal/min Wasser bei einer Temperatur von 60°F und einem Druckverlust von 1 psi.
Umrechnungsfaktoren für USA:

C _{v USA} = C _v Wert in USA (gal/min)
K _v = K _v Wert in Europa (m³/h)
1 m³ = 264,1722 gal USA 
1 bar = 14,50377 psi 

C _{v USA} = C _v Wert in USA (gal/min)
K _v = K _v Wert in Europa (m³/h)
1 m³ = 264,1722 gal USA 
1 bar = 14,50377 psi 

Umrechnungsfaktoren für England:

C _{v UK} = C _v Wert in England (gal/min)
K _v = K _v Wert in Europa (m³/h)
1 m³ = 219,9692 gal UK 
1 bar = 14,50377 psi 

C _{v UK} = C _v Wert in England (gal/min)
K _v = K _v Wert in Europa (m³/h)
1 m³ = 219,9692 gal UK 
1 bar = 14,50377 psi