Как рассчитать расход клапана

Расчёт и Подбор Регулирующего клапана

Заполните ниже приведенную форму и в результате расчёта будет подобран список регулирующих клапанов соответствующих заданным исходным данным.

Давление перед регулирующим клапаном

Максимальная температура воды в месте установки

Перепад давлений на регулируемом участке

Это может быть перепад поддерживаемый регулятором давления, а при его отсутствии, перепад на вводе тепловой сети или напор насоса в рабочей точке

Потери давления на регулируемом участке, при расчётном расходе, без учёта потерь на клапане

Допустимые потери давления на регулирующем клапане

Устройство и конструкция

Установка и монтаж

Обслуживание и ремонт

Методика расчёта регулирующего клапана

Двухходовые регулирующие клапаны в инженерных системах имеют массу применений, самым распространённым из них стало использование в комплекте с контроллером и датчиками температуры, в качестве регулятора теплопотребления систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.

Независимо от поставленной задачи, расчёт регулирующего клапана сводится к определению его пропускной способности, при которой на заданном расходе будет дросселирован заданный избыток напора. Кроме соответствия по пропускной способности, подобранный регулирующий клапан должен быть проверен на возможность возникновения кавитации и шумообразование из-за высокой скорости течения воды через него.

Расчёт пропускной способности Регулирующего клапана

Kv – то же, при частичном открытии затвора клапана.

Зная, что при изменении расхода в «n» раз потери напора на клапане изменяются в «n²» раз не сложно определить требуемый Kv регулирующего клапана подставив в уравнение расчётный расход и избыток напора.

Некоторые производители рекомендуют выбирать регулирующий клапан с ближайшим большим значением Kvs от полученного значения Kv. Такой подход выбора позволяет с большей точностью регулировать расходы ниже заданного при расчёте, но не даёт возможности увеличить расход выше заданного значения, которое довольно часто приходится превышать. Мы не критикуем вышеописанный метод, но рекомендуем подбирать двухходовой регулирующий клапан таким образом, чтобы требуемое значение пропускной способности находилось в диапазоне от 50 до 80% хода штока. Регулирующий клапан, рассчитанный таким образом, сможет с достаточной точностью как уменьшить расход относительно заданного, так и несколько увеличить его.

Выше приведенный алгоритм расчёта выводит список регулирующих клапанов, для которых требуемое значение Kv попадает в диапазон хода штока от 50 до 80%.

В результатах подбора приведен процент открытия затвора регулирующего клапана, при котором дросселируется заданный избыток напора на заданном расходе. Приведенные значения процента открытия учитывают кривизну расходной характеристики регулирующего клапана и её искажение за счёт отклонения авторитета от 1.

Подбор расходной характеристики регулирующего клапана

Расходная характеристика регулирующего клапана отображает зависимость изменения относительного расхода через клапан от изменения относительного хода штока регулирующего клапана при постоянном перепаде давления на нём.

Регулирующие клапаны с линейной расходной характеристикой рекомендуется применять для регулирования процессов в которых изменение регулируемой величины линейно зависит от расхода, они могут применяться в качестве исполнительных клапанов регуляторов расхода и для регулирования температуры смеси в с тепловых пунктах систем отопления с зависимым присоединением к тепловой сети.

Основной задачей подбора регулирующего клапана, является создание линейной зависимости между регулирующим воздействием и изменением регулируемой величины, поэтому при выборе расходной характеристики следует учитывать её искажение за счёт отличия авторитета клапана от единицы.

Подбор привода регулирующего клапана

Электропривод подбирается под ранее выбранный регулирующий клапан. Электрические приводы рекомендуется выбирать из списка совместимых устройств, указанных в характеристиках клапана.

Расчёт регулирующего клапана на возможность возникновения кавитации

Кавитация – образование пузырьков пара в потоке воды проявляющееся при снижении давления в нём ниже давления насыщения водяного пара. Уравнением Бернулли описан эффект увеличения скорости потока и снижения давления в нём, возникающий при сужении проходного сечения. Проходное сечение между затвором и седлом регулирующего клапана является тем самым сужением, давление в котором может опуститься до давления насыщения, и местом наиболее вероятного образования кавитации. Пузырьки пара нестабильны, они резко появляются и также резко схлопываются, это приводит к выеданию частиц метала из затвора клапана, что неизбежно станет причиной его преждевременного износа. Кроме износа кавитация приводит к повышению шума при работе клапана.

Основные факторы, влияющие на возникновение кавитации:

В результате проверки на кавитацию может быть выдан следующий результат:

Расчёт регулирующего клапана на возникновение шума

Высокая скорость потока во входном патрубке регулирующего клапана может стать причиной высокого уровня шума. Для большинства помещений в которых устанавливаются регулирующие клапаны допустимый уровень шума составляет 35-40 dB(A) который соответствует скорости во входном патрубке клапана примерно 3м/c. Поэтому, при подборе регулирующего клапана рекомендуется не превышать выше указанной скорости.

Источник

Пошаговая методика-инструкция и правила подбора регулирующих клапанов по Kv (выбор Kvs). Методика подбора трубопроводной арматуры по расходным характеристикам от DPVA.ru

Пошаговая методика-инструкция и правила подбора регулирующих клапанов по Kv (выбор Kvs). Методика подбора трубопроводной арматуры по расходным характеристикам от DPVA.ru

Нет никакакого смысла выбирать регулирующую арматуру по типоразмеру (диаметру) трубопровода, хотя тип присоединения трубопроводной арматуры может быть важен на практике. При этом, выбор диаметра трубопровода до и после клапана является важной задачей корректной обвязки и комплектации системы, включающей регулинующий клапан. Очень часто условный диаметр DN клапана оказывается меньше условного диаметра трубопровода, на котором он установлен. На практике допустимо выбирать клапан с условным диаметром меньше условного диаметра трубопровода на 1-2 типоразмера, уделяя внимание рискам кавитации, шума и не забывая про прямые участки до и после регулятора.

Таблицы зависимости максимального рабочего давления PN6, PN10, PN16, PN25, PN40, PN63, PN100. PN400 от температуры для трубопроводной арматуры из чугуна, углеродистой стали и нержавеющей стали. Влияние температуры на максимальное рабочее давление. Давление/Температура/Материал.

3. Применимость материалов конструкций и уплотнений на данной рабочей среде.

4. Кавитация как риск, оценка вероятности возникновения кавитации в клапане.

Чем выше полное падение = полный перепад давления на клапане, тем выше этот риск. Естественно, эффект довольно часто проявляется при использовании регуляторов давления, снижающих и поддерживающих давление в системе «после себя» = редукционных клапанов, или при нахождении рабочей точки клапана вблизи начала его регулировочной кривой («в нуле»).

Для оценки=проверки риска появлении кавитации при больших перепадах давления на клапане применяется следующая формула

Что означает, что полное падение давления на клапане уж точно не должно превышать 60% от входного!

5. Уровень шума, риски возникновения шума без кавитации. Риски резонансов.

Шум работающего клапана вызывает резкое ухудшение условий труда и жизни рядом с регулятором. Может передаваться по трубам и рабочей среде на огромное расстояние. Шум это результат обусловленных гидравликой или газодинамикой в клапане колебательных процессов деталей и корпусов регуляторов. При совпадении основной частоты колебаний с собственной частотой колебаний клапана амплитуда колебаний резко возрасти, что приведед к преждевременному усталостному разрушению материалов клапана и/или системы в целом.

Считается, что за риск вознкновения повышенного шума в основном отвечает скорость рабочей среды в трубопроводе. Примерная фактическая усредненная скорость среды может быть оценена как:

Таблица: ориентировочные рекомендуемые максимальные скорости различных рабочих сред для снижения риска появления критического шума

Источник

Расчет пропускной способности Kv и Kvs для арматуры трубопроводов

Реальный коэффициент учитывает много факторов, в той или иной степени влияющих на сложность расчета и работу арматуру. Поэтому для более простого расчета и выбора арматуры по каталогу введено понятие Kvs.

Величина Kvs характеризует расход через арматуру в полностью открытом положении при перепаде давления в 1 Бар.

Величина Kv характеризует расход при любом другом положении. При расчете арматуры определяется коэффициент расхода Kv, а затем с учетом коэффициента 1,3производится подбор по каталогу.

Расчет коэффициента пропускной способности (м 3 /ч) производится по следующей формуле:

Q – расход жидкости м 3 /ч;

Ρ – плотность жидкости кг/м 3 ;

p₁ – входное давление, Бар абс.;

p₂ – выходное давление Бар абс.;

Δp – перепад давления на клапане, Бар.

Величина абсолютного давления отличается от величины относительного на 1 Бар (величина одной атмосферы):

При расчете следует учитывать условие возможного возникновения кавитации и проверить допустимый перепад давления:

Источник

Energy
education

сайт для тех, кто хочет изучать энергетику

Теплоснабжение

Системы централизованного теплоснабжения

5. Подбор клапанов регулирующих устройств

Принцип подбора клапанов — общий для всех исполнительных механизмов регулирующих устройств (регуляторов температуры и давления прямого действия, регулирующих клапанов с электроприводами). Он также может использоваться при выборе балансировочной, подпиточной (соленоидных клапанов) и другой трубопроводной арматуры. Регулирующий клапан должен пропустить в бескавитационном и бесшумном режиме расчетное количество теплоносителя через теплоиспользующую систему при заданных параметрах теплоносителя, обеспечив требуемое качество и точность регулирования (в совокупности с исполнительными устройствами и регулирующими приборами).

Пропускная способность

Требуемая пропускная способность определяется в зависимости от расчетного расхода теплоносителя через клапан и от фактического перепада давлений на нем по формуле, м3/ч:

Расчетный расход теплоносителя

При этом температурный перепад принимается по температурному графику при расчетной температуре наружного воздуха для проектирования отопления (например, 150–70 °C).

Пропускная способность клапанов регулирующих устройств, обслуживающих одновременно систему отопления и систему ГВС, например общего для этих систем регулятора перепада давлений, определяется:

Система подпитки. При выборе подпиточных устройств расчетный часовой расход берется в размере 20 % от полного объема воды в системе теплопотребления, включая подогреватель и расширительный сосуд. Объем воды в системе отопления с достаточной точностью можно принимать из расчета 15 л на каждый кВт тепловой мощности системы.

Расчетный перепад давлений

Регулируемый участок — это часть трубопроводной сети с теплоиспользующей установкой, где расположен клапан, между точками со стабилизированным перепадом давлений или при его колебаниях в пределах ±10 %.

Пример 1

Подобрать регулирующий клапан при следующих условиях:

2. Рассчитывается требуемая пропускная способность клапана по формуле, м 3 /ч:

Пример 2

Выбрать регулирующий клапан при следующих исходных данных:

Решение 1. Рассчитывается требуемая пропускная способность клапана по формуле, м 3 /ч:

3. Рассчитывается предельно допустимый перепад давлений на клапане с запасом 10 %, бар:

Пример 3

Выбрать моторные регулирующие клапаны и клапаны регуляторов перепада давлений для теплового пункта.

Решение 1. Расчетный расход через регулирующий клапан в узле приготовления теплоносителя для системы отопления рассчитывается по формуле, м 3 /ч:

$$G_ <ОТ>= 0.86 · Q_О / (T_1–T_2) = 0.86 · 1000 / (150 – 70) = 10.75.$$

2. Расчетный расход через клапан регулятора перепада давлений для системы вентиляции, м 3 /ч:

$$G_В = 0.86 · Q_В / (T_1 – T_2) = 0.86 · 2000 / (150 – 70) = 21.5.$$

3. Расчетный расход через регулирующий клапан системы ГВС, м 3 /ч:

$$G_ <ГВС>= 0.86 · Q_ <ГВС>/ (T’_1 – T’_2) = 0.86 · 500 / (70 – 40) = 14.33.$$

4. Расчетный расход через клапан регулятора перепада давлений РПД1 для систем отопления и ГВС, м 3 /ч:

$$G_ <РПД1>= 0.8 · (G_О + G_<ГВС>) = 0.8 · (10.75 + 14.33) = 20.06.$$

6. Принимаем перепад давлений на регуляторах перепада давлений с запасом 10 %, бар:

7. Давление в подающем трубопроводе перед регулирующими клапанами систем отопления и ГВС, бар:

$$Р_3 = Р_1 – ∆Р_ <РПД1>= 12 – 3.7 = 8.3.$$

9. Принимаем перепад давлений на клапанах систем отопления и ГВС с запасом 10 %, бар:

10. Излишний напор в кольце систем отопления и ГВС гасим на дополнительно устанавливаемом на вводе ручном балансировочном клапане БКI, принимая располагаемый напор на вводе с запасом 10 %, бар:

$$∆Р_ <БК1>= 0.9 · (Р_1 – Р_2) – ∆Р_ <РПД1>– ∆Р_ <кл.О>– ∆Р_ <ГВСI>= 0.9 · (12 – 4) – 3.7 – 2 – 0.3 = 1.2.$$

11. Излишний напор в кольце системы вентиляции гасим на дополнительно устанавливаемом ручном балансировочном клапане БК2, бар:

$$∆Р_ <БК2>= 0.9 · (Р_1 – Р_2) – ∆Р_ <БКI>– ∆Р_ <РПД2>– ∆Р_В = 0.9 · (12 – 4) – 1.2 – 3.7 – 1 = 1.3.$$

12. Требуемая пропускная способность регулирующих клапанов, м 3 /ч:

Администратор сайта: Колосов Михаил
email:
Copyright © 2011-2021. All rights reserved.

Источник

Расчёт и Подбор Трёхходового клапана

Заполните ниже приведенную форму и в результате расчёта будет подобран список трёхходовых клапанов соответствующих заданным исходным данным.

Устройство и конструкция

Установка и монтаж

Методика расчёта трёхходового клапана

Расчёт трёхходового клапана выполняют в следующей последовательности:

Выбор расходной характеристики

Линейно/линейная. Суммарный расход через патрубок АВ постоянен лишь при авторитете клапана равном 1, что обеспечить практически невозможно. Работа трёхходового клапана с авторитетом равным 0.1 приведёт к колебаниям суммарного расхода при перемещении штока, в диапазоне от 100% до 180%. Поэтому клапаны с линейно/линейной характеристикой применяются в системах нечувствительных к колебаниям расхода, либо в системах с авторитетом клапана не менее 0.8.

Расчёт авторитета

Авторитет трёхходового клапана равен отношению потерь напора на клапане к потерям напора на клапане и регулируемом участке. Значение авторитета для трёхходовых клапанов определяет диапазон колебания суммарного расхода через порт АB.

10% отклонение мгновенного расхода через порт AB во время движения штока обеспечивается при следующих значениях авторитета:

Для трёхходовых клапанов авторитет определяется для каждого из двух циркуляционных колец проходящих через порты A-AB и B-AB.

Определив оптимальный диапазон авторитетов и расходную характеристику, определяют допустимый диапазон потерь давления на трёхходовом клапане и переходят к определению его пропускной способности.

Расчёт пропускной способности

Зависимость потерь напора на клапане от расхода через него, характеризуется коэффициентом пропускной способности Kvs. Значение Kvs численно равно расходу в м³/ч, через полностью открытый клапан, при котором потери напора на нём составят 1бар. Как правило, значение Kvs трёхходового клапана одинаково для хода A-AB и B-AB, но бывают клапаны и с различными значениями пропускной способности по каждому из ходов.

Зная, что при изменении расхода в «n» раз потери напора на клапане изменяются в «n²» раз, не сложно определить требуемый Kvs регулирующего клапана подставив в уравнение расчётный расход и потери напора. Из номенклатуры подбирают трёхходовой клапан с ближайшим значением коэффициента пропускной способности к значению полученному в результате расчёта.

Подбор электропривода

Электропривод подбирается под ранее выбранный трёхходовой клапан. Электрические приводы рекомендуется выбирать из списка совместимых устройств, указанных в характеристиках клапана, при этом следует обратить внимание на:

Расчёт на возможность возникновения кавитации

Кавитация – образование пузырьков пара в потоке воды проявляющееся при снижении давления в нём ниже давления насыщения водяного пара. Уравнением Бернулли описан эффект увеличения скорости потока и снижения давления в нём, возникающий при сужении проходного сечения. Проходное сечение между затвором и седлом трёхходового клапана является тем самым сужением, давление в котором может опуститься до давления насыщения, и местом наиболее вероятного образования кавитации. Пузырьки пара нестабильны, они резко появляются и также резко схлопываются, это приводит к выеданию частиц метала из затвора клапана, что неизбежно станет причиной его преждевременного износа. Кроме износа кавитация приводит к повышению шума при работе клапана.

Основные факторы, влияющие на возникновение кавитации:

В результате проверки на кавитацию может быть выдан следующий результат:

Расчёт на возникновение шума

Высокая скорость потока во входном патрубке трёхходового клапана может стать причиной высокого уровня шума. Для большинства помещений в которых устанавливаются регулирующие клапаны допустимый уровень шума составляет 35-40 dB(A) который соответствует скорости во входном патрубке клапана примерно 3м/c. Поэтому, при подборе трёхходового клапана не рекомендуется превышать выше указанной скорости.

Источник

• ← Короткометражка про машину времени
• управа ярославского района инн →