IEC 60534-2-5:2003

NORME CEI
INTERNATIONALE IEC
60534-2-5
INTERNATIONAL
Première édition
STANDARD
First edition
2003-09
Vannes de régulation des processus industriels –
Partie 2-5:
Capacité d'écoulement –
Equations de dimensionnement pour l'écoulement
des fluides dans les vannes de régulation multi-
étagées avec récupération entre étages
Industrial process control valves –
Part 2-5:
Flow capacity –
Sizing equations for fluid flow through multistage
control valves with interstage recovery
Numéro de référence
Reference number
CEI/IEC 60534-2-5:2003
Numérotation des publications Publication numbering
Depuis le 1er janvier 1997, les publications de la CEI As from 1 January 1997 all IEC publications are
sont numérotées à partir de 60000. Ainsi, la CEI 34-1 issued with a designation in the 60000 series. For
devient la CEI 60034-1. example, IEC 34-1 is now referred to as IEC 60034-1.
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exemple, les numéros d’édition 1.0, 1.1 et 1.2 indiquent and 1.2 refer, respectively, to the base publication,
respectivement la publication de base, la publication de the base publication incorporating amendment 1 and
base incorporant l’amendement 1, et la publication de the base publication incorporating amendments 1
base incorporant les amendements 1 et 2. and 2.
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nibles dans le Catalogue des publications de la CEI available in the IEC Catalogue of publications
(voir ci-dessous) en plus des nouvelles éditions, (see below) in addition to new editions, amendments
amendements et corrigenda. Des informations sur les and corrigenda. Information on the subjects under
sujets à l’étude et l’avancement des travaux entrepris consideration and work in progress undertaken by the
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ainsi que la liste des publications parues, sont publication, as well as the list of publications issued,
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comprenant des recherches textuelles, par comité technical committees and date of publication. On-
d’études ou date de publication. Des informations en line information is also available on recently
ligne sont également disponibles sur les nouvelles issued publications, withdrawn and replaced
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ainsi que sur les corrigenda.
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.
NORME CEI
INTERNATIONALE IEC
60534-2-5
INTERNATIONAL
Première édition
STANDARD
First edition
2003-09
Vannes de régulation des processus industriels –
Partie 2-5:
Capacité d'écoulement –
Equations de dimensionnement pour l'écoulement
des fluides dans les vannes de régulation multi-
étagées avec récupération entre étages
Industrial process control valves –
Part 2-5:
Flow capacity –
Sizing equations for fluid flow through multistage
control valves with interstage recovery
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– 2 – 60534-2-5 © CEI:2003
SOMMAIRE
AVANT-PROPOS . 4
INTRODUCTION .8
1 Domaine d’application.10
2 Références normatives .10
3 Termes and définitions.10
4 Installation .14
5 Symboles.16
6 Equations de dimensionnement pour fluides incompressibles .18
6.1 Ecoulement turbulent.18
7 Equations de dimensionnement pour fluides compressibles .20
7.1 Ecoulement turbulent.22
8 Détermination des facteurs de correction .24
8.1 Facteur F de géométrie de la tuyauterie.24
P
8.2 Facteurs de récupération de pression du liquide F ou F .24
L LP
8.3 Facteur F de rapport de pression critique du liquide .26
F
8.4 Facteur de détente Y .26
8.5 Facteur de rapport de pression différentielle x ou x .28
T TP
8.6 Facteur de rapport des chaleurs massiques F .28
γ
8.7 Facteur de compressibilité Z.28
8.8 Facteur d’interaction entre étages k.30
8.9 Facteur de réchauffe r .30
a
Annexe A (informative) Constantes physiques .34
Annexe B (informative) Exemples de calculs de dimensionnement .36
Bibliographie .54
Figure 1 – Equipement interne multi-étagé à chemins multiples .12
Figure 2 – Equipement interne multi-étagé à chemin unique.14
Figure 3 – Section de tuyauterie de référence pour dimensionnement.16
Figure 4 – Facteur F du rapport de la pression critique du liquide .32
F
Tableau 1 – Constantes numériques N.30
Tableau 2 – Valeurs typiques du facteur de récupération de pression critique du
liquide F et du facteur de rapport de pression différentielle x à pleine ouverture
L T
à la course nominale .32
Tableau 3 – Valeurs du facteur d’interaction entre étages k et du facteur de réchauffe r .32

60534-2-5  IEC:2003 – 3 –
CONTENTS
FOREWORD . 5
INTRODUCTION .9
1 Scope .11
2 Normative references.11
3 Terms and definitions .11
4 Installation .15
5 Symbols.17
6 Sizing equations for incompressible fluids.19
6.1 Turbulent flow.19
7 Sizing equations for compressible fluids .21
7.1 Turbulent flow.23
8 Determination of correction factors .25
8.1 Piping geometry factor, F .25
p
8.2 Liquid pressure recovery factors F or F .25
L LP
8.3 Liquid critical pressure ratio factor F .27
F
8.4 Expansion factor Y .27
8.5 Pressure differential ratio factor x or x .29
T TP
8.6 Specific heat ratio factor F .29
γ
8.7 Compressibility factor Z .29
8.8 Stage interaction factor k.31
8.9 Reheat factor r.31
a
Annex A (informative) Physical constants .35
Annex B (informative) Examples of sizing calculations .37
Bibliography.55
Figure 1 – Multistage multipath trim .13
Figure 2 – Multistage single path trim.15
Figure 3 – Reference pipe section for sizing.17
Figure 4 – Liquid critical pressure ratio factor F .33
F
Table 1 – Numerical constants N.31
Table 2 – Typical values of liquid pressure recovery factor F , and pressure differential
L
ratio factor x at full rated travel.33
T
Table 3 – Values of the stage interaction factors k and the reheat factors r .33

– 4 – 60534-2-5 © CEI:2003
COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE
––––––––––––
VANNES DE RÉGULATION DES PROCESSUS INDUSTRIELS –
Partie 2-5: Capacité d'écoulement –
Equations de dimensionnement pour l'écoulement des fluides dans les
vannes de régulation multi-étagées avec récupération entre étages
AVANT-PROPOS
1) La CEI (Commission Electrotechnique Internationale) est une organisation mondiale de normalisation
composée de l'ensemble des comités électrotechniques nationaux (Comités nationaux de la CEI). La CEI a
pour objet de favoriser la coopération internationale pour toutes les questions de normalisation dans les
domaines de l'électricité et de l'électronique. A cet effet, la CEI – entre autres activités – publie des Normes
internationales, des Spécifications techniques, des Rapports techniques et des Guides (ci-après dénommés
"Publication(s) de la CEI"). Leur élaboration est confiée à des comités d'études, aux travaux desquels tout
Comité national intéressé par le sujet traité peut participer. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec la CEI, participent également aux travaux. La CEI
collabore étroitement avec l'Organisation Internationale de Normalisation (ISO), selon des conditions fixées par
accord entre les deux organisations.
2) Les décisions ou accords officiels de la CEI concernant les questions techniques représentent, dans la mesure
du possible, un accord international sur les sujets étudiés, étant donné que les Comités nationaux de la CEI
intéressés sont représentés dans chaque comité d’études.
3) Les Publications de la CEI se présentent sous la forme de recommandations internationales et sont agréées
comme telles par les Comités nationaux de la CEI. Tous les efforts raisonnables sont entrepris afin que la CEI
s'assure de l'exactitude du contenu technique de ses publications; la CEI ne peut pas être tenue responsable
de l'éventuelle mauvaise utilisation ou interprétation qui en est faite par un quelconque utilisateur final.
4) Dans le but d'encourager l'uniformité internationale, les Comités nationaux de la CEI s'engagent, dans toute la
mesure possible, à appliquer de façon transparente, les Publications de la CEI dans leurs publications
nationales et régionales. Toutes divergences entre toutes Publications de la CEI et toutes publications
nationales ou régionales correspondantes doivent être indiquées en termes clairs dans ces dernières.
5) La CEI n’a prévu aucune procédure de marquage valant indication d’approbation et n'engage pas sa
responsabilité pour les équipements déclarés conformes à une de ses Publications.
6) Tous les utilisateurs doivent s'assurer qu'ils sont en possession de la dernière édition de cette publication.
7) Aucune responsabilité ne doit être imputée à la CEI, à ses administrateurs, employés, auxiliaires ou
mandataires, y compris ses experts particuliers et les membres de ses comités d'études et des Comités
nationaux de la CEI, pour tout préjudice causé en cas de dommages corporels et matériels, ou de tout autre
dommage de quelque nature que ce soit, directe ou indirecte, ou pour supporter les coûts (y compris les frais
de justice) et les dépenses découlant de la publication ou de l'utilisation de cette Publication de la CEI ou de
toute autre Publication de la CEI, ou au crédit qui lui est accordé.
8) L'attention est attirée sur les références normatives citées dans cette publication. L'utilisation de publications
référencées est obligatoire pour une application correcte de la présente publication.
9) L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments de la présente Publication de la CEI peuvent faire
l’objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. La CEI ne saurait être tenue pour
responsable de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et de ne pas avoir signalé leur existence.
La Norme internationale CEI 60534-2-5 a été établie par le sous-comité 65B: Dispositifs,
du comité d'études 65 de la CEI: Mesure et commande dans les processus industriels.
Le texte de cette norme est issu des documents suivants:
FDIS Rapport de vote
65B/488/FDIS 65B/502/RVD
Le rapport de vote indiqué dans le tableau ci-dessus donne toute information sur le vote ayant
abouti à l'approbation de cette norme.
Cette publication a été rédigée selon les Directives ISO/CEI, Partie 2.

60534-2-5  IEC:2003 – 5 –
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION
––––––––––––
INDUSTRIAL-PROCESS CONTROL VALVES –
Part 2-5: Flow capacity – Sizing equations for fluid flow
through multistage control valves with interstage recovery
FOREWORD
1) The International Electrotechnical Commission (IEC) is a worldwide organization for standardization comprising
all national electrotechnical committees (IEC National Committees). The object of IEC is to promote
international co-operation on all questions concerning standardization in the electrical and electronic fields. To
this end and in addition to other activities, IEC publishes International Standards, Technical Specifications,
Technical Reports, and Guides (hereafter referred to as “IEC Publication(s)”). Their preparation is entrusted to
technical committees; any IEC National Committee interested in the subject dealt with may participate in this
preparatory work. International, governmental and non-governmental organizations liaising with the IEC also
participate in this preparation. IEC collaborates closely with the International Organization for Standardization
(ISO) in accordance with conditions determined by agreement between the two organizations.
2) The formal decisions or agreements of IEC on technical matters express, as nearly as possible, an international
consensus of opinion on the relevant subjects since each technical committee has representation from all
interested IEC National Committees.
3) IEC Publications have the form of recommendations for international use and are accepted by IEC National
Committees in that sense. While all reasonable efforts are made to ensure that the technical content of IEC
Publications is accurate, IEC cannot be held responsible for the way in which they are used or for any
misinterpretation by any end user.
4) In order to promote international uniformity, IEC National Committees undertake to apply IEC Publications
transparently to the maximum extent possible in their national and regional publications. Any divergence
between any IEC Publication and the corresponding national or regional publication shall be clearly indicated in
the latter.
5) IEC provides no marking procedure to indicate its approval and cannot be rendered responsible for any
equipment declared to be in conformity with an IEC Publication.
6) All users should ensure that they have the latest edition of this publication.
7) No liability shall attach to IEC or its directors, employees, servants or agents including individual experts and
members of its technical committees and IEC National Committees for any personal injury, property damage or
other damage of any nature whatsoever, whether direct or indirect, or for costs (including legal fees) and
expenses arising out of the publication, use of, or reliance upon, this IEC Publication or any other IEC
Publications.
8) Attention is drawn to the Normative references cited in this publication. Use of the referenced publications is
indispensable for the correct application of this publication.
9) Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this IEC Publication may be the subject of
patent rights. IEC shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard IEC 60534-2-5 has been prepared by subcommittee 65B: Devices, of
IEC technical committee 65: Industrial-process measurement and control.
The text of this standard is based on the following documents:
FDIS Report on voting
65B/488/FDIS 65B/502/RVD
Full information on the voting for the approval of this standard can be found in the report on
voting indicated in the above table.
This publication has been drafted in accordance with the ISO/IEC Directives, Part 2.

– 6 – 60534-2-5 © CEI:2003
Le comité a décidé que le contenu de cette publication ne sera pas modifié avant 2007.
A cette date, la publication sera
• reconduite;
• supprimée;
• remplacée par une édition révisée, ou
• amendée.
60534-2-5  IEC:2003 – 7 –
The committee has decided that the contents of this publication will remain unchanged until 2007.
At this date, the publication will be
• reconfirmed;
• withdrawn;
• replaced by a revised edition, or
• amended.
– 8 – 60534-2-5 © CEI:2003
INTRODUCTION
La présente partie de la CEI 60534 comprend des équations permettant de prédire le débit
qui sont les mêmes que celles de la CEI 60534-2-1. Les différences de cette norme multi-
étagée sont:
a) l’équation pour calculer le facteur de détente Y (équation 18);
b) la non-inclusion de la section concernant le dimensionnement pour les écoulements
laminaires;
c) l’inclusion du facteur d’interaction entre étages k (8.8) et du facteur de réchauffe r (8.9);
d) l’addition des Tableaux des valeurs de F et x pour les vannes multi-étagées.
L T
Les données d’essai utilisées pour valider la méthode pour un nombre d’étages compris entre
un et cinq ont été obtenues à partir d’essais de capacité d'écoulement effectués selon la
CEI 60534-2-3 en utilisant de l’air comme fluide d’essai et des pressions variant de 5 × 10
Pa à 13,5 × 10 Pa et une température d’environ 300 K. Certaines données ont été obtenues
en installation industrielle avec de la vapeur d’eau et des pressions variant de 12 × 10 Pa et
110 × 10 Pa et des températures de 460 K à 750 K.
Cette méthode est applicable a n’importe quel nombre d’étages mais n’a été validée que
jusqu’à cinq étages.
Si les coefficients spécifiques des vannes (tels que K ou C , F , et x ) ne peuvent pas être
v v L T
déterminés par la procédure appropriée de la CEI 60534-2-3, il convient d’utiliser les valeurs
fournies par le fabricant.
60534-2-5  IEC:2003 – 9 –
INTRODUCTION
This part of IEC 60534 includes equations for predicting flow which are the same as IEC
60534-2-1. The differences in this multistage standard are:
a) the equation for the calculation of expansion factor Y (equation 18);
b) the non-inclusion of the section on sizing for laminar flow;
c) the inclusion of stage interaction factor k (8.8) and reheat factor r (8.9);
d) the addition of Tables for multistage valves for values of F and x
L T.
The test data used to validate the method for numbers of stages from one to five was
obtained from sizing tests carried out in accordance with IEC 60534-2-3 using air as the test
5 5
medium at pressures varying from 5 × 10 Pa to 13,5 × 10 Pa and at temperatures of
approximately 300 K. Some data was obtained under plant conditions using steam at
5 5
pressures varying from 12 × 10 Pa to 110 × 10 Pa and temperatures from 460 K to 750 K.
The method is applicable to any number of stages but has only been validated up to five
stages.
If valve specific coefficients (such as K or C , F , and x ) cannot be determined by
v v L T
appropriate test procedures in IEC 60534-2-3, values supplied by the manufacturer should
then be used.
– 10 – 60534-2-5 © CEI:2003
VANNES DE RÉGULATION DES PROCESSUS INDUSTRIELS –
Partie 2-5: Capacité d'écoulement –
Equations de dimensionnement pour l'écoulement des fluides dans les
vannes de régulation multi-étagées avec récupération entre étages
1 Domaine d’application
La présente partie de la CEI 60534 comprend des équations permettant de prédire le débit de
fluides compressibles et incompressibles dans les vannes de régulation multi-étagées.
Les équations relatives aux fluides incompressibles sont fondées sur les équations de base
pour les fluides newtoniens incompressibles. Elles ne sont pas destinées à être utilisées pour
des fluides non newtoniens, des mélanges de fluides, des boues ou des systèmes de
transport de particules solides en suspension dans un liquide.
Aux très basses valeurs du rapport de la pression différentielle à la pression absolue d'entrée
(Δp/p ), les fluides compressibles se comportent de manière analogue aux fluides incompres-
sibles. Dans de telles conditions, les équations de dimensionnement pour les fluides
compressibles peuvent être déduites de celles de l'équation de base pour les fluides
newtoniens incompressibles. Cependant, des valeurs croissantes de Δp/p provoquent des
effets de compressibilité qui nécessitent de modifier l'équation de base en y introduisant des
facteurs de correction appropriés. Les équations pour les fluides compressibles s'appliquent
aux gaz ou aux vapeurs, mais ne conviennent pas pour les fluides multiphasiques tels que les
mélanges gaz-liquide, vapeur-liquide ou gaz-solide.
La présente norme s’applique uniquement aux conceptions de vannes de régulation multi-
étagées à chemins multiples et multi-étagées à chemin unique.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent
document. Pour les références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références
non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les éventuels
amendements).
CEI 60534-1:1987, Vannes de régulation des processus industriels – Première partie:
Terminologie des vannes de régulation et considérations générales
CEI 60534-2-1:1998, Vannes de régulation des processus industriels – Partie 2-1: Capacité
d'écoulement – Equations de dimensionnement pour l’écoulement des fluides dans les
conditions d’installation
CEI 60534-2-3:1997, Vannes de régulation des processus industriels – Partie 2-3: Capacité
d'écoulement – Procédures d'essai
3 Termes and définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans la CEI 60534-1
ainsi que les suivants s’appliquent.

60534-2-5  IEC:2003 – 11 –
INDUSTRIAL-PROCESS CONTROL VALVES –
Part 2-5: Flow capacity – Sizing equations for fluid flow
through multistage control valves with interstage recovery
1 Scope
This part of IEC 60534 includes equations for predicting the flow of compressible and
incompressible fluids through multistage control valves.
The equations for incompressible flow are based on standard hydrodynamic equations for
Newtonian incompressible fluids. They are not intended for use when non-Newtonian fluids,
fluid mixtures, slurries, or liquid-solid conveyance systems are encountered.
At very low ratios of pressure differential to absolute inlet pressure (Δp/p ), compressible
fluids behave similarly to incompressible fluids. Under such conditions, the sizing equations
for compressible flow can be traced to the standard hydrodynamic equations for Newtonian
incompressible fluids. However, increasing values of Δp/p result in compressibility effects
which require that the basic equations be modified by appropriate correction factors. The
equations for compressible fluids are for use with gas or vapour and are not intended for use
with multiphase streams such as gas-liquid, vapour-liquid or gas-solid mixtures.
This standard is applicable only to those designs of multistage multipath control valves and
multistage single path control valves.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document.
For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition
of the referenced document (including any amendments) applies.
IEC 60534-1:1987, Industrial-process control valves – Part 1: Control valve terminology and
general considerations
IEC 60534-2-1:1998, Industrial-process control valves – Part 2-1: Flow capacity – Sizing
equations for fluid flow under installed conditions
IEC 60534-2-3:1997, Industrial-process control valves – Part 2-3: Flow capacity – Test
procedures
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in IEC 60534-1 and the
following apply.
– 12 – 60534-2-5 © CEI:2003
3.1
vanne de régulation multi étagée
une vanne de régulation à soupape dans laquelle l’équipement interne comprend plusieurs
étages qui sont séparés par un espace (voir Figures 1 et 2). Le contour géométrique des
ouvertures de tous les étages doit être similaire. Le rapport entre le coefficient de débit C du
second étage et celui du premier étage ne doit pas excéder 1,8. Le rapport de chacun des
étages suivants à l’étage précédent ne doit pas excéder 1,55 et doit être uniforme dans une
tolérance de ±9 %. Normalement, pour les fluides incompressibles, les coefficients de débit
des étages sont identiques, un coefficient de débit C légèrement plus petit étant affecté à un
étage particulier seulement s’il doit absorber une perte de charge supérieure.
3.2
espace
la distance entre deux étages adjacents
3.3
vanne de régulation multi-étagée à chemins multiples
une vanne de régulation à soupape dans laquelle l’équipement interne comprend plusieurs
passages ayant plusieurs étages qui sont séparés par un espace (voir Figure 1). Il convient
que l’espace entre les étages soit conforme aux valeurs calculées par les équation suivantes
avec une tolérance de +15 % et –10 % (voir Figures 1 et 2).
1 1,589
espace = surface totale du trou de l’étage amont adjacent à la course nominale × ×
l
Ds
où
la surface totale du trou est en mm ;
l est la course, en mm;
Ds est le diamètre extérieur de l’étage amont adjacent, en mm;
limite minimale de l’espace = 4 mm;
limite maximale de l’espace = 44 mm;
Espace
IEC  2141/03
NOTE Ceci est un exemple d’équipement interne multi-étagé.
Figure 1 – Equipement interne multi-étagé à chemins multiples

60534-2-5  IEC:2003 – 13 –
3.1
multistage control valves
a globe control valve where the trim has several stages which are separated by a gap (see
Figures 1 and 2). The geometrical contour of the apertures in all stages must be similar.
The ratio of the second stage flow coefficient C to the first stage flow coefficient C must not
exceed 1,80. The ratio of the flow coefficient C of the other stages to their previous stage
must not exceed 1,55 and must be uniform within a tolerance of ± 9 %. Normally for
incompressible fluids the flow coefficients of the stages are approximately equal, a slightly
smaller flow coefficient C being allocated to a particular stage only if it is required to take
a higher pressure drop.
3.2
gap
the distance between adjacent stages
3.3
multistage multipath control valves
a globe control valve where the trim has multiple flow passages having several stages which
are separated by a gap (see Figure 1). The gap should conform to the values calculated from
the following equation with a tolerance of +15 % and –10 % (see Figures 1 and 2).
1 1,589
gap = totalholearea of adjacent upstreamstageat rated travel× ×
l
Ds
where
the total hole area is in mm ;
l is the travel, in mm;
Ds is the outside diameter of adjacent upstream stage, in mm;
minimum gap limit = 4 mm;
maximum gap limit = 44 mm.
Gap
IEC  2141/03
NOTE This is one example of a multistage trim.
Figure 1 – Multistage multipath trim

– 14 – 60534-2-5 © CEI:2003
3.4
vanne de régulation multi-étagée à chemin unique
une vanne de régulation à corps droit dans laquelle l’équipement interne comprend un
passage de fluide ayant plusieurs étages qui sont séparés par un espace (voir Figure 2).
Il convient que l’espace entre les étages soit compris entre les limites minimale et maximale
suivantes:
espace minimal = 0,60 fois le diamètre du siège de l’étage;
espace maximal = 1,10 fois le diamètre du siège de l’étage précédent.
Diamètre
siège
IEC  2142/03
NOTE Ceci est un exemple d’équipement interne multi-étagé.
Figure 2 – Equipement interne multi-étagé à chemin unique
4 Installation
Dans les applications des vannes à simple étage, l’influence des réducteurs ou autres
2 2
raccords peut être significative. Pour les vannes multi-étagées, avec C /d ≤ 0,01 (K /d ≤
v v
0,0086) ils n’ont pratiquement aucun effet.
Dans le dimensionnement des vannes de régulation, en utilisant les relations présentées ci-
après, les coefficients de débits calculés sont supposés inclure toutes les pertes de charge
entre les points A et B disposés comme le montre la Figure 3.
Espace
60534-2-5  IEC:2003 – 15 –
3.4
multistage single path control valves
a globe control valve where the trim has one flow passage having several stages which are
separated by a gap (see Figure 2). The gap should be within the following minimum and
maximum limits:
minimum gap = 0,60 times the seat diameter of the previous stage;
maximum gap = 1,10 times the seat diameter of the previous stage.
Seat diameter
IEC  2142/03
NOTE This is one example of a multistage trim.
Figure 2 – Multistage single path trim
4 Installation
In applications for single stage valves, the influence of reducers and other fittings may be
2 2
significant. For multistage valves with C /d ≤ 0,01 (K /d ≤ 0,0086) they have virtually
v v
no effect.
In sizing control valves, using the relationships presented herein, the flow coefficients calculated
are assumed to include all head losses between points A and B, as shown in Figure 3.
Gap
– 16 – 60534-2-5 © CEI:2003
Ecoulement
l l
1 2
Prise de Prise de
pression pression
A B
Vanne de régulation avec ou sans raccords
IEC  2143/03
Légende
l = 2 × diamètre nominal de la tuyauterie
l = 6 × diamètre nominal de la tuyauterie
Figure 3 – Section de tuyauterie de référence pour dimensionnement
5 Symboles
Symboles Description Unités
C Coefficient de débit (K , C)Diverses
v v
(voir CEI 60534-1)
(voir note 3)
C Coefficient de débit supposé, pour calcul itératif Diverses
i
(voir CEI 60534-1)
(voir note 3)
d Dimension nominale de la vanne mm
D Diamètre intérieur de la tuyauterie mm
D Diamètre intérieur de la tuyauterie amont mm
D Diamètre intérieur de la tuyauterie aval mm
D Diamètre de l'orifice mm
o
F Facteur de rapport de pression critique du liquide 1
F
F Facteur de récupération de pression du liquide dans une vanne de 1 (voir note 3)
L
régulation sans raccords adjacents
F Facteur combiné de récupération de pression du liquide et de géométrie 1 (voir note 3)
LP
de la tuyauterie d'une vanne de régulation avec raccords adjacents
F Facteur de géométrie de la tuyauterie 1
P
F Facteur de correction correspondant au rapport des chaleurs massiques 1
γ
k Facteur d’interaction entre étages 1
M Masse moléculaire du fluide en écoulement kg/kmol
N Constantes numériques (voir Tableau 1) Diverses (voir note 1)
n Nombre d’étages 1
p Pression statique absolue d'entrée mesurée au point A (voir Figure 1) kPa ou bar (voir note 2)
p Pression statique absolue de sortie mesurée au point B (voir Figure 1) kPa ou bar
p Pression thermodynamique critique absolue kPa ou bar
c
p Pression réduite (p /p)1
r 1 c
p Pression de vapeur absolue du liquide à la température d'entrée kPa ou bar
v
Δp Pression différentielle entre les prises de pression amont et aval (p – kPa ou bar
p )
Q Débit volumétrique (voir note 4) m /h
r Facteur de réchauffe 1
60534-2-5  IEC:2003 – 17 –
Flow
l l
1 2
Pressure tap Pressure tap
A B
Control valve with or without attached fittings
IEC  2143/03
Key
l = two nominal pipe diameters
l = six nominal pipe diameters
Figure 3 – Reference pipe section for sizing
5 Symbols
Symbol Description Unit
C Flow coefficient (K , C ) Various (see IEC 60534-1)
v v
(see Note 3)
C Assumed flow coefficient for iterative purposes Various (see IEC 60534-1)
i
(see Note 3)
d Nominal valve size mm
D Internal diameter of the piping mm
D Internal diameter of upstream piping mm
D Internal diameter of downstream piping mm
D Orifice diameter mm
o
F Liquid critical pressure ratio factor 1
F
F Liquid pressure recovery factor of a control valve without attached fittings 1 (see Note 3)
L
F Combined liquid pressure recovery factor and piping geometry factor of a 1 (see Note 3)
LP
control valve with attached fittings
F Piping geometry factor 1
P
F Specific heat ratio factor 1
γ
k Stage interaction factor 1
M Molecular mass of flowing fluid kg/kmol
N Numerical constants (see Table 1) Various (see Note 1)
n Number of stages 1
p Inlet absolute static pressure measured at point A (see Figure 1) kPa or bar (see Note 2)
p Outlet absolute static pressure measured at point B (see Figure 1) kPa or bar
p Absolute thermodynamic critical pressure kPa or bar
c
p Reduced pressure (p /p)1
r 1 c
p Absolute vapour pressure of the liquid at inlet temperature kPa or bar
v
Δp Differential pressure between upstream and downstream pressure taps kPa or bar
(p – p )
1 2
Q Volumetric flow rate (see Note 4) m /h
r Reheat factor 1
– 18 – 60534-2-5 © CEI:2003
Symboles Description Unités
T Température absolue d'entrée K
T Température absolue critique, au sens thermodynamique K
c
T Température réduite (T /T)1
r 1 c
t Température absolue de référence pour mètre cube standard K
s
W Débit massique kg/h
x Rapport de la pression différentielle à la pression absolue d'entrée 1
(Δp/p )
x Facteur de rapport de pression différentielle d'une vanne de régulation 1 (voir note 3)
T
sans raccords adjacents, à débit engorgé
x Facteur de rapport de pression différentielle d'une vanne de régulation 1 (voir note 3)
TP
avec raccords adjacents, à débit engorgé
Y Facteur de détente 1
Z Facteur de compressibilité 1
Masse volumique du fluide à p et T kg/m
ρ
1 1
ρ /ρ Densité relative (ρ /ρ = 1,0 pour l'eau à 15 °C)
1 o 1 o
γ Rapport des chaleurs massiques 1
NOTE 1 Pour déterminer les unités des constantes numériques, on peut effectuer l'analyse dimensionnelle des
équations appropriées en se servant des unités données au Tableau 1.
2 5
NOTE 2 1 bar = 10 kPa = 10 Pa.
NOTE 3 Ces valeurs varient en fonction de la course. Il convient qu’elles soient indiquées par le fabriquant.
NOTE 4 Les débits volumétriques en m /h, identifiés par le symbole Q, se réfèrent aux conditions normalisées. Le
mètre cube standard est pris à 1 013,25 mbar et à 273 K ou 288 K (voir Tableau 1).
6 Equations de dimensionnement pour fluides incompressibles
Les équations énumérées ci-dessous établissent les relations entre les débits, les coefficients
de débit, les facteurs de l'installation concernée et les conditions de service appropriées
applicables aux vannes de régulation véhiculant des fluides incompressibles. Les coefficients
de débit peuvent être calculés en utilisant l'équation appropriée parmi celles proposées dans
cet Article.
6.1 Ecoulement turbulent
Les équations du débit d'un liquide newtonien à travers une vanne de régulation, lorsque
cette vanne fonctionne dans des conditions de non-engorgement, sont dérivées de la formule
de base donnée dans la CEI 60534-1.
6.1.1 Ecoulement turbulent non engorgé
6.1.1.1 Ecoulement turbulent non engorgé sans raccords adjacents
Applicable si Δp < F()p − F x p
L 1 F v
Le coefficient de débit doit être déterminé comme suit:
Q ρ / ρ
1 o
C = (1)
N Δp
NOTE 1 La constante numérique N dépend des unités utilisées dans l'équation générale de dimensionnement et
du type de coefficient de débit: K ou C .
v v
NOTE 2 Un exemple de dimensionnement d'une vanne sans raccords adjacents en régime turbulent non engorgé
est donné à l'Annexe B.
60534-2-5  IEC:2003 – 19 –
Symbol Description Unit
T Inlet absolute temperature K
T Absolute thermodynamic critical temperature K
c
T Reduced temperature (T /T)1
r 1 c
t Absolute reference temperature for standard cubic metre K
s
W Mass flow rate kg/h
x 1
Ratio of pressure differential to inlet absolute pressure (Δp/p )
x Pressure differential ratio factor of a control valve without attached fittings 1 (see Note 3)
T
at choked flow
x Pressure differential ratio factor of a control valve with attached fittings at 1 (see Note 3)
TP
choked flow
Y Expansion factor 1
Z Compressibility factor 1
Density of fluid at p and T kg/m
ρ
1 1
ρ /ρ Relative density (ρ /ρ = 1,0 for water at 15 °C)
1 o 1 o
γ Specific heat ratio 1
NOTE 1 To determine the units for the numerical constants, dimensional analysis may be performed on the
appropriate equations using the units given in Table 1.
2 5
NOTE 2 1 bar = 10 kPa = 10 Pa
NOTE 3 These values are travel-related and should be stated by the manufacturer.
NOTE 4 Volumetric flow rates in m /h, identified by the symbol Q, refer to standard conditions. The standard cubic
metre is taken at 1013,25 mbar and either 273 K or 288 K (see Table 1).
6 Sizing equations for incompressible fluids
The equations listed below identify the relationships between flow rates, flow coefficients,
related installation factors, and pertinent service conditions for control valves handling
incompressible fluids. Flow coefficients may be calculated using the appropriate equation
selected from those given in this Clause.
6.1 Turbulent flow
The equations for the flow rate of a Newtonian liquid through a control valve when operating
under non-choked flow conditions are derived from the basic formula as given in IEC 60534-1.
6.1.1 Non-choked turbulent flow
6.1.1.1 Non-choked turbulent flow without attached fittings
Applicable if Δp < F()p − F x p .
L 1 F v
The flow coefficient shall be determined by
Q ρ / ρ
1 o
C = (1)
N Δp
NOTE 1 The numerical constant N depends on the units used in the general sizing equation and the type of flow
coefficient: K or C .
v v
NOTE 2 An example of sizing a valve with non-choked turbulent flow without attached fittings is given in Annex B.

– 20 – 60534-2-5 © CEI:2003
6.1.1.2 Ecoulement turbulent non engorgé avec raccords adjacents
Applicable si Δp < [()F / F()p − F x p ]
LP p 1 F v
Le coefficient de débit doit être déterminé comme suit:
Q ρ / ρ
1 o
C = (2)
N F Δp
1 p
NOTE Voir 8.1 pour le facteur de géométrie de la tuyauterie F .
P
6.1.2 Ecoulement turbulent engorgé
Le débit maximal qui passe dans une vanne de régulation dans des conditions d'écoulement
engorgé doit être calculé à partir des équations suivantes.
6.1.2.1 Ecoulement turbulent engorgé sans raccords adjacents
Applicable si Δp ≥ F()p − F x p
L 1 F v
Le coefficient de débit doit être déterminé comme suit:
ρ / ρ
Q
1 o
C = (3)
N F p −
...