计算中仍以不可压缩的液体所用的方程式为依据。但是，由于气体的密度随压力而改变，因此必须考虑气体通过阀门时对压头损失的影响，这时的计算公式为
式中 ρ1——当压力为p1（闭路阀前的压力）、温度为t1（单位为℃）时，气体的密度（g/mm3）；
v1——当密度为ρ1时，管道内气体的流速（m/s）。
δ值取决于气体的膨胀比，因而亦取决于以下比值：
在这里应该区分下列情况（见图2-13）。
1）压力降的第Ⅰ范围：
。
2）压力降的第Ⅱ范围：
。
3）压力降的第Ⅲ范围：
。
（1）压力降的第Ⅰ范围 由气体动力学的定律可知，在已知的局部阻力下，气体的流速未造成很大压力差（Δp＜0.1p）时，气体的流动条件与不可压缩的液体的流动条件差别不大。在这种情况下，可利用不可压缩的液体的方程式，即取δ=1，这对于工程应用来讲是足够精确的。当压力降Δp＜0.1p1时，即压力降的第Ⅰ范围极限，应用式（2-6）～式（2-8）。
计算管道内介质的最大流速vmax，在此速度时，该局部阻力和工况条件（压力、介质）下的压力降不超出第Ⅰ范围的极限条件，只有在最大压力降时才会产生最大流速。因此，将Δp=0.1p1的值代入式（2-8）得
增大时，从1—理论曲线 2—安全阀的实验曲线
由此
因为管道内介质的实际流速v1，在研究的条件下未超过vmax，所以压力降的第Ⅰ范围的特点是v1＜vmax。
（2）压力降的第Ⅱ范围 这里，气体流过阀瓣后的膨胀现象对气体的流动影响较大，所以应予以考虑。当
减小时，缩小截面中的气体流速增大，当临界压力比为
时达到最大值，气体从喷嘴流出时，临界压力比可按下式确定：
与临界压力比Z相应的压力p2称为临界压力，用pL表示。而与临界压力比相应的速度称为临界速度，并用vL表示。
对于空气和双原子气体（氧、氢、氮、一氧化碳、一氧化氮、氯化氢），其等熵指数κ=1.4，这时Z=0.53（更精确的值为Z=0.528）。对于过热蒸汽及三原子气气体，κ=1.3，Z=0.55。
上述Z值适用于气体从喷嘴流出的场合，并不完全符合阀门的工作条件，因阀门阻力的变化是靠改变阀座孔的截面积来实现。试验结果表明，随着介质流动条件的改变，其Z值亦发生变化。如从孔板（带锐边的孔）流出时，对于空气Z值为0.04（从喷嘴流出时Z=0.528），对于过热蒸汽Z值为0.13（从喷嘴流出时Z=0.546）。
可以预见，对于不同结构的阀门，其Z值将是不同的。例如，带空心窗形阀瓣控制阀的Z值应近似于经孔板流出的值。对柱塞形阀瓣控制阀的Z值（当控制阀的开度很小时）则应近似于从喷嘴流出的Z值。
试验表明，对于空气安全阀采用Z=0.3～0.4是可能的，而对于闭路阀，气体的等熵指数κ=1.2～1.6。在节流阀、柱塞形阀瓣控制阀中，当阀门开度大时，临界压力比接近于理论值，即Z=0.5。如果近似地采用这个值将有如下关系：
在压力降的第Ⅱ范围内，当
计算式为
现确定这种情况下的δ值，对理想气体形成的流速的伯努利方程式为
式中 H——位压头；
——静压头；
——动压头。
根据伯努力方程式，可得出以下等式：
式中下角标1和2分别表示H、p、v在1和2点的数值。
当气体从喷嘴流出时H1=H2，v1=0，这时
由此
或者引入计量单位
对于多变过程：
，即
于是
将此式代入速度公式得
介质流出时的流量等于
式中 Ac——喷嘴截面积（mm2）。
将
值代入，得
由此
根据式（2-9）得δ值
利用等式
，两个通道的流量系数相等，此时，流阻系数可以用如下公式计算：
将ζ值代入δ等式中，得
根据B·B·阿洛诺维奇的数据，δ值可取
将κ=1.4代入式（2-12）得
将此式代入式（2-11）得
Δp=p1-p2，用选择法得到p2值后确定。
当κ=1.3时
当介质在闭路阀阀座孔内的流速达到临界值时，管道内介质的最大流速vmax将出现在压力降的第Ⅱ范围
将κ=1.4代入后，得出空气和双原子气体的临界流速公式
取R=29.27，得出在t=20℃时的临界速度
下面计算闭路阀或控制阀内的压力降还未超出第Ⅱ范围时，管内介质的最大流速vmax。为此可应用下式计算：
式中ΔpL和δB在临界压力比
时的Δp和δ值相符合，因为在阀座开启截面（阀门的最窄截面）内介质的流速达到临界值vL时，才会产生第Ⅱ范围的最大流速vmax。
ΔpL值用下述方法确定：
(www.xing528.com)
因此，ΔpL=（p1-p2）L=p（1-Z）。当Z=0.5时，ΔpL=0.5p1。可将
和Δp=0.5p1值代入式（2-12）的方法计算系数δmax，其结果为δmax=2.1。将求出的数值ΔpL和δmax值代入式（2-13）得
因为管道内介质的实际流速v1，在研究的条件下大于vmaxⅠ，但是不应超过vmaxⅡ，因此，对于压力降的第Ⅱ范围而言，表现的特点是
（3）压力降的第Ⅲ范围 在阀座孔的开启截面内，气体的流速不会高于临界流速，阀前压力p1的增加不会引起阀座孔狭窄截面处流速的增高，如图2-13所示，而且管道内介质流速趋向稳定，相当于在阻力系数ζ和给定气体状态下局部阻力所造成的临界压力比。因此，在所有
的情况下，应根据
的条件下进行计算。此时，在确定通过管路的介质流量时，应考虑到闭路阀和控制阀前管道内介质的流速为v1=vmaxⅡ。
因此，对压力降的第Ⅲ范围的压力比的特点是：v1=vmaxⅡ。
研究上述情况时应该注意，这些数据与关闭阀座所造成的阻力和流束扩张时介质流速损失所引起的压头损失有关。流束的转弯和流体流线变化所引起的阻力，能使vmaxⅠ和vmaxⅡ值有某些变化。但是对于实际应用来说，对于阀门的一般计算，上述vmaxⅠ和vmaxⅡ的计算式是完全适用的。
当ζ值很小时，vmaxⅠ和vmaxⅡ的值很大，以致可以超过声速。众所周知，当气体和蒸汽从圆筒形喷嘴流出时，其流速不可能超过声速。实际上，在管道中采用的介质流速一般都比声速低若干倍。所求得的vmaxⅠ和vmaxⅡ值还不是实际流速，而是在相应的压头范围内的极限流速，因此，求得的vmaxⅠ和vmaxⅡ数据如果超过声速，只能说明在实际条件下，阀门的压力降不很大（Δp＜0.1p1），并且，可以不考虑气体或蒸汽的影响，按非压缩介质公式进行计算。
当需要确定阀门的压力降（或压头损失）时，若管道内的介质是空气、其他气体或过热蒸汽（κ=1.3），推荐按下述程序计算：
1）按已知介质的流量，计算流速v1：
2）计算极限流速vmaxⅠ和vmaxⅡ，vmaxⅡ=1.5vmaxⅠ
3）将v1值与vmaxⅠ和vmaxⅡ值相比较，确定未知数
在哪一压力范围内。
4）确定闭路阀的压力降，可利用下列公式计算：
① 如果v1＜vmaxⅠ，则
及Δp＜0.1p1，这意味着系数δ=1，其计算公式如下：
② 假如vmaxⅠ＜v1＜vmaxⅡ，则
和0.1p1＜Δp＜0.5p1，则计算公式为
当κ=1.4时
当κ=1.3时
值用选择法确定。
③ 管道中可能达到的最大流速为v1=vmaxⅡ，而闭路阀的压力降这时相当于临界压力比Z；如果计算得出v1＞vmaxⅡ时，则实际上是v1=vmaxⅡ及ΔpL=0.5p1的场合。
指数
的公式准确地反映出理想气体的绝热过程，而且符合在下式范围内的实际气体特性
式中 pL、TL——实际气体临界点的压力（MPa）和温度（K）。
气体的pL和TL值见表2-2。
对实际气体，在亚临界的高温高压下，在绝热膨胀公式中，不应用理论绝热指数κ，而用实际气体的容积膨胀系数Kv，即
式中 
μT——偏差系数，
，它是实际气体及理想气体在恒温下容积V对压力p的偏导数；μT值如图2-14所示。
图2-14 各种介质的偏差系数μT
a）氮气 b）氮氢混合气 c）一氧化碳 d）甲烷 e）氢气
【例】 已知截止阀，公称尺寸DN20，空气流量qm=1000kg/h，压力p1=0.5MPa，温度t=20℃，截止阀的流阻系数ζ=4，试确定其压力损失。
解：① 在压力p1=0.5MPa，温度t=20℃时，空气的密度为
式中 R=29.27；
T=273+20=293；
Kc=1。
② 介质在管道内的流速
式中 AN=（0.785×502）mm2=1962.5mm2。
③确定压力降第Ⅰ种范围的极限流速vmaxⅠ
在这种情况下，v1＜vmaxⅠ，因而压力降为第Ⅰ范围。
④ 按第Ⅰ范围公式确定压力损失
【例】 已知截止阀公称尺寸为DN20mm，空气流量qm=10t/h，压力p1=12.0MPa，温度t=40℃，该阀门的流阻系数ζ=8，试确定压力损失。
解：① 在压力为p1=12.0MPa，温度为t=40℃时，空气的密度：
② 介质在管道内的流速
③ 确定压力降第Ⅰ范围的极限流速vmaxⅠ
④ 确定压力降第Ⅱ范围的极限流速vmaxⅡ
vmaxⅡ=1.5vmaxⅠ=1.5×47.5m/s=71.25m/s
⑤ 确定压力降范围
vmaxⅠ＜v1＜vmaxⅡ
因而，
⑥ 选择出满足计算公式条件的p2值
即
但是 p1=12.0MPa，10p1=120MPa
因此
首先取
，看此值与未知数接近的程度
令
则
因为y＜0.058，取
的其他值：
取
，则
y=0.564-0.504=0.06，也就是说y＞0.058。
因此 
，取
，由此得
压力损失Δp=p1-p2=（12.0-8.28）MPa=3.72MPa
上述所研究的压力损失计算方法是有某些先决条件的。因为在此计算中，应用的介质流速是已知的，而此流速本身又取决于阀门的阻力。因此，若能把整个管路工作条件考虑在内来确定压力损失是最准确的，但是阀门设计者往往得不到这些数据，因而只好利用与闭路阀工作条件有关的一些数据。
免责声明：以上内容源自网络，版权归原作者所有，如有侵犯您的原创版权请告知，我们将尽快删除相关内容。
