Berechnung und Auswahl von Überströmreglern
BEISPIEL
Berechnungsmethodik des Überströmreglers
Die Berechnung des Überströmreglers besteht darin, die Durchflusskapazität des Reglers, den erforderlichen Einstellbereich zu bestimmen und die Möglichkeit von Geräuschen und Kavitation zu überprüfen.
Berechnung der Durchflusskapazität
Das Verhältnis des Druckverlusts zum Wasserfluss durch den Überströmregler wird als Durchflusskapazität - Kvs - bezeichnet.
Kvs - die Durchflusskapazität ist numerisch gleich dem Wasserfluss in m³/h, der durch den voll geöffneten Überströmregler strömt, bei dem die Druckverluste 1 bar betragen.
Kv - dasselbe, bei teilweiser Öffnung des Reglers.
Wenn man weiß, dass bei einer Änderung des Durchflusses um 'n' die Druckverluste im Regler um 'n²'' steigen, ist es nicht schwer, den erforderlichen Wert von Kv des Überströmreglers zu bestimmen, indem man den berechneten Durchfluss und den Überdruck in die Gleichung einsetzt.
Einige Hersteller empfehlen, einen Überströmregler mit dem Kvs-Wert auszuwählen, der dem ermittelten Wert am nächsten und höher ist. Dieser Auswahlansatz ermöglicht es, die Wasserdurchflüsse unterhalb des berechneten Wertes genauer zu regeln, aber es lässt nicht zu, sie zu erhöhen. Wir empfehlen, Überströmregler so auszuwählen, dass der erforderliche Wert der Durchflusskapazität im Bereich von 50 bis 70% des Stangenweges liegt. Ein auf diese Weise berechneter Überströmregler kann den Durchfluss mit ausreichender Genauigkeit im Vergleich zum angegebenen verringern und auch leicht erhöhen.
Der zuvor genannte Algorithmus liefert eine Liste von Überströmreglern, bei denen der erforderliche Wert von Kv im Bereich des Stangenweges von 50 bis 70% liegt.
Als Ergebnis der Auswahl wird der prozentuale Öffnungsgrad des Reglers angezeigt, bei dem der Druckverlust bei dem angegebenen Durchfluss auftritt.
Auswahl des Überströmreglers
Der Einstellbereich des Überströmreglers hängt von der Federstärke ab. Einige Regler werden standardmäßig mit einer einzigen Feder geliefert und haben nur einen Einstellbereich, während andere mit Federn unterschiedlicher Steifigkeit ausgestattet werden können und mehrere Einstellbereiche haben können. Der Druck, den der Überströmregler aufrechterhalten muss, sollte ungefähr in der Mitte eines Drittels des Einstellbereichs liegen. Der Algorithmus erstellt eine Liste von Reglern, bei denen der angegebene Druck im Bereich von 20 bis 80% der aufrechterhaltenen Drücke liegt.
Bei der Auswahl des Einstellbereichs sollte berücksichtigt werden, dass der Kalibrierungsfehler der Feder an den Grenzen des Einstellbereichs 10% beträgt.
Berechnung des Überströmreglers im Hinblick auf Kavitation
Kavitation - Bildung von Dampfbubbles im Wasserfluss, die auftreten, wenn der Druck unter den Sättigungsdampfdruck des Wassers sinkt. Der Effekt einer Erhöhung der Fließgeschwindigkeit und einer Drucksenkung in einem Strömungsquerschnitt, die durch Verengung der Durchflussöffnung verursacht wird, wird durch die Bernoulli-Gleichung beschrieben. Der Durchflussbereich des Überströmreglers ist die Verengung, an der der Druck bis zum Sättigungsdruck sinken kann, und ist der wahrscheinlichste Ort für die Kavitation. Dampfbubbles sind instabil, treten plötzlich auf und kollabieren ebenfalls plötzlich, was zu einer Erosion von Metallpartikeln an den Elementen des Reglers führt und somit deren vorzeitigen Verschleiß verursacht. Neben dem Verschleiß führt Kavitation zu einem Anstieg des Geräuschs während des Betriebs des Reglers.
- Wassertemperatur - je höher, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit der Kavitation.
- Wasserdruck - vor dem Regler, je höher, desto geringer die Wahrscheinlichkeit der Kavitation.
- Strangulationsdruck - je höher, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit der Kavitation.
- Die Kavitationseigenschaft des Reglers hängt von den Eigenschaften des strömungsregulierenden Elements des Reglers ab. Der Kavitationskoeffizient variiert je nach Art des Überströmreglers und sollte in den technischen Daten angegeben werden, aber da die meisten Hersteller diesen Wert nicht angeben, enthält der Berechnungsalgorithmus einen Bereich von wahrscheinlichsten Kavitationskoeffizienten.
Als Ergebnis der Kavitation Überprüfung kann folgendes Ergebnis ausgegeben werden:
- „Nein“ - es wird keine Kavitation geben.
- „Möglich“ - bei einigen Ventilbauarten kann Kavitation auftreten, es wird empfohlen, einen der oben genannten Faktoren zu ändern.
- „Ja“ - es wird Kavitation auftreten, ändern Sie einen der Faktoren, die die Kavitation beeinflussen.
Berechnung des Überströmreglers im Hinblick auf Geräusch
Eine hohe Durchflussgeschwindigkeit am Eingangsport des Überströmreglers kann zu einem hohen Geräuschpegel führen. Für die meisten Räumlichkeiten, in denen Überströmregler installiert werden, liegt der zulässige Geräuschpegel bei 35-40 dB(A), was einer Geschwindigkeit am Eingangsport des Ventils von etwa 3 m/s entspricht. Daher wird empfohlen, bei der Auswahl eines Überströmreglers diese zuvor genannte Geschwindigkeit nicht zu überschreiten.
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