Calcul et Sélection du Régulateur de Différentiel de Pression
EXEMPLE
Méthodologie de calcul
Le calcul du régulateur de différentiel de pression consiste à déterminer la capacité de débit, la plage de réglage nécessaire et à vérifier l'apparition éventuelle de bruit ou de cavitation.
Calcul de la capacité de débit Kvs
La relation entre la perte de pression et le débit d'eau à travers le régulateur de différentiel de pression est appelée capacité de débit - Kvs.
Kvs est la capacité de débit, numériquement équivalente au débit d'eau en m³/h à travers le régulateur entièrement ouvert, où la perte de pression est égale à 1 bar.
Kv est la même chose, mais avec le régulateur partiellement ouvert.
En sachant que lorsque le débit d'eau change de 'n' fois, la perte de pression dans le régulateur change de 'n²', il est facile de calculer la valeur Kv nécessaire du régulateur de différentiel de pression en insérant dans l'équation le débit de calcul et la pression excédentaire.
Certains fabricants recommandent de choisir un régulateur de différentiel de pression avec une valeur Kvs supérieure à la valeur Kv obtenue. Cette approche permet un contrôle plus précis du débit d'eau en dessous de la valeur spécifiée, mais ne permet pas de l'augmenter. Nous recommandons de sélectionner des régulateurs de différentiel de pression où la valeur de la capacité de débit nécessaire se situe entre 40 et 70% de la course de la tige. Un régulateur de différentiel de pression calculé de cette manière pourra réduire avec précision le débit d'eau et l'augmenter légèrement.
Le résultat de la sélection montre le pourcentage d'ouverture du régulateur, où la pression excédentaire est contrôlée au débit d'eau spécifié.
Sélection de la plage de réglage
La plage de réglage du régulateur de différentiel de pression dépend de la tension du ressort. Certains régulateurs sont équipés d'un seul ressort et ont une seule plage de réglage, tandis que d'autres peuvent être équipés de ressorts de différentes rigidités et avoir plusieurs plages de réglage. Le différentiel de pression que le régulateur doit maintenir doit être dans le tiers central de la plage de réglage.
L'algorithme de sélection ci-dessus affiche une liste de régulateurs où le différentiel spécifié se situe dans la plage de 20 à 80% de la plage de pression maintenue.
Calcul de la cavitation
La cavitation est la formation de bulles de vapeur dans le flux d'eau, qui se produit lorsque la pression descend en dessous de la pression de vapeur saturée de l'eau. L'effet de l'augmentation de la vitesse du flux et de la diminution de la pression, qui se produit lorsque la section de passage se rétrécit, est décrit par l'équation de Bernoulli. La section de passage du régulateur de différentiel de pression est précisément cet étranglement où la pression peut chuter au niveau de saturation, et c'est l'endroit où la cavitation est le plus susceptible de se produire. Les bulles de vapeur sont instables, elles apparaissent et disparaissent brusquement, ce qui provoque l'érosion du métal sur les composants du régulateur, ce qui conduit inévitablement à une usure prématurée. En plus de l'usure, la cavitation provoque également une augmentation du bruit pendant le fonctionnement du régulateur.
Les principaux facteurs influençant la cavitation :
- Température de l'eau : plus elle est élevée, plus la probabilité de cavitation est grande.
- Pression de l'eau : avant le régulateur de différentiel, plus elle est élevée, moins il est probable que la cavitation se produise.
- Pression réduite : plus elle est élevée, plus la probabilité de cavitation est grande.
- Caractéristiques de cavitation du régulateur : elles sont déterminées par les caractéristiques de l'élément de régulation. Le coefficient de cavitation varie selon les types de régulateurs et doit être indiqué dans leurs spécifications techniques, mais comme la plupart des fabricants ne spécifient pas cette valeur, l'algorithme de calcul intègre une plage des coefficients de cavitation les plus probables.
Les résultats possibles de la vérification de la cavitation :
- « Non » - la cavitation ne se produira pas.
- « Possible » - dans certains types de vannes, la cavitation peut se produire, il est recommandé de modifier l'un des facteurs mentionnés ci-dessus.
- « Oui » - la cavitation se produira, changez l'un des facteurs influençant l'apparition de la cavitation.
Calcul du bruit
Une vitesse de flux élevée dans le raccord d'entrée du régulateur peut être à l'origine d'un niveau de bruit élevé. Pour la plupart des locaux où des régulateurs de différentiel de pression sont installés, le niveau de bruit acceptable est de 35-40 dB(A), ce qui correspond à une vitesse d'entrée d'environ 3 m/s. Par conséquent, lors de la sélection d'un régulateur de différentiel de pression, il est recommandé de ne pas dépasser cette vitesse.
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