Valve Sizing
蒸気・圧縮空気バルブCv計算
蒸気、圧縮空気、任意ガスについて、流量と弁前後の圧力条件から必要なCv/Kvを概算します。 既知のCv/Kvから、通過流量の目安を確認することもできます。
結果の読み方と対象範囲
結果の読み方
- 必要Cv/Kvは、入力した流量と弁前後の圧力条件を通すための概算値です。
- 既知Cv/Kvからの流量は、同じ圧力・温度・流体条件で通過し得る流量の目安です。
- 圧力降下比が大きい場合は、臨界流れ（チョーク流れ）の警告が表示されます。
最終選定では別途確認
このページは条件整理と一次確認用です。弁形式、開度、騒音、出口流速、レンジアビリティ、材質、アクチュエータはメーカー資料や設計基準で確認してください。
湿り蒸気、凝縮水、二相流、危険性・毒性・可燃性のあるガスの最終設計には使えません。
使用式
x = (P1 - P2) / P1
Fk = k / 1.4
x_choked = Fk × xT
x_effective = min(x, x_choked)
Y = 1 - x_effective / (3 × Fk × xT)
Q_scfh = 1360 × Cv × P1_psia × Y × sqrt(x_effective / (Gg × T_R × Z))
Cv = Q_scfh / (1360 × P1_psia × Y × sqrt(x_effective / (Gg × T_R × Z)))
Kv = 0.864977655 × Cv
P1, P2: 上流・下流の絶対圧 / Gg: 空気基準のガス比重 / T_R: 絶対温度 [°R]
入力値の注意点
- ゲージ圧を選ぶ場合は大気圧を加えて絶対圧へ内部換算します。上流圧力は必ず下流圧力より高くしてください。
- 標準状態の定義が異なる資料では、Nm³/hと実流量m³/hを混同しないよう換算条件を確認してください。
- 蒸気では湿り度、過熱度、比体積、配管側の圧損が結果に影響します。湿り蒸気や凝縮を含む条件は対象外です。
- 危険性、毒性、可燃性のあるガスでは、法規、安全基準、換気、漏えい時対応を優先してください。
計算例
- 圧縮空気10 Nm³/min、上流0.7 MPaG、下流0.6 MPaG、20℃、xT=0.70では、必要Cvは約9.80、Kvは約8.47です。
- 乾き蒸気1000 kg/h、上流8 bar abs、下流5 bar abs、180℃、xT=0.70では、必要Cvは約13.4、Kvは約11.6です。
- 同じ圧縮空気条件で既知Cv=10を入力すると、流量は約10.2 Nm³/minの目安になります。
よくある間違い
- 液体用Cv/Kv式を蒸気や圧縮空気にそのまま使うと、圧縮性、温度、臨界流れの影響が抜けます。
- ゲージ圧を絶対圧として入力すると、圧力比と流量がずれます。
- Cvだけで弁サイズを決めると、騒音、出口流速、開度、レンジアビリティ、材質、シート漏れ等級の確認が抜けます。
FAQ
この計算結果だけで蒸気弁や空気弁を選定できますか？
できません。このページは条件整理と一次確認用です。最終的な弁サイズ、弁形式、開度、騒音、出口流速、材質、アクチュエータはメーカー資料や設計基準で確認してください。
圧縮空気と蒸気を同じ式で扱ってよいですか？
どちらも圧縮性流体として理想気体近似で扱う一次確認はできますが、蒸気では湿り度、過熱度、凝縮、比体積の変化が問題になります。湿り蒸気や二相流は対象外です。
xTは何を入力すればよいですか？
xTはバルブの圧力降下比係数で、弁形式や流れ方向により異なります。メーカー資料がある場合はその値を使い、分からない初期確認では代表値0.70を目安にしてください。
CvとKvはどう換算していますか？
このページでは Kv = 0.864977655 × Cv として換算しています。液体用のCv/Kv計算ページとは式の前提が異なるため、蒸気・圧縮空気では本ページの圧縮性流体向け式を使ってください。