Calcolo e selezione dei regolatori di pressione di scarico
ESEMPIO
Metodologia di calcolo del regolatore di pressione di scarico
Il calcolo del regolatore di pressione di scarico consiste nel determinare la capacità di flusso del regolatore, l'intervallo di regolazione necessario e verificare la possibilità di rumore e cavitazione.
Calcolo della capacità di flusso
Il rapporto tra la perdita di pressione e il flusso d'acqua attraverso il regolatore di pressione di scarico è chiamato capacità di flusso - Kvs.
Kvs - la capacità di flusso è numericamente uguale al flusso d'acqua in m³/h, che attraversa il regolatore di pressione di scarico completamente aperto, quando le perdite di pressione sono di 1 bar.
Kv - stesso, all'apertura parziale del regolatore.
Sapendo che con una variazione del flusso di 'n' le perdite di pressione nel regolatore aumentano di 'n²', non è difficile determinare il valore necessario di Kv del regolatore di pressione di scarico inserendo il flusso calcolato e la sovrapressione nell'equazione.
Alcuni produttori raccomandano di scegliere un regolatore di pressione di scarico il cui valore Kvs sia il più vicino e superiore a quello ottenuto. Questo approccio di selezione consente una migliore regolazione dei flussi d'acqua al di sotto del valore calcolato, ma non consente di aumentarli. Raccomandiamo di selezionare regolatori di pressione di scarico in modo che il valore richiesto della capacità di flusso sia compreso tra il 50 e il 70 % della corsa del pistone. Un regolatore di pressione di scarico calcolato in questo modo può ridurre il flusso con sufficiente precisione rispetto al valore specificato e aumentarlo leggermente.
L'algoritmo sopra produce un elenco di regolatori di pressione di scarico per i quali il valore Kvs richiesto si trova nel range del 50-70 % della corsa del pistone.
Di conseguenza della selezione, viene visualizzato il grado di apertura in percentuale del regolatore, al livello del quale si verifica la perdita di pressione al flusso specificato.
Scelta del regolatore di pressione di scarico
Il range di regolazione del regolatore di pressione di scarico dipende dalla rigidità della molla. Alcuni regolatori vengono forniti con una molla unica per impostazione predefinita e hanno solo un'area di regolazione, mentre altri possono essere dotati di molle di rigidità diverse e possono avere più aree di regolazione. La pressione che il regolatore di pressione di scarico deve mantenere deve essere approssimativamente al centro di un terzo dell'area di regolazione. L'algoritmo produce un elenco di regolatori per i quali la pressione specificata si trova tra il 20 e l'80 % delle pressioni mantenute.
Durante la selezione dell'area di regolazione, è importante notare che l'errore di calibrazione della molla ai limiti dell'area di regolazione è del 10 %.
Calcolo del regolatore di pressione di scarico in relazione alla cavitazione
Cavitazione - formazione di bolle di vapore nel flusso d'acqua che si verifica quando la pressione scende al di sotto della pressione di vapore di saturazione dell'acqua. L'effetto di aumento della velocità di flusso e riduzione della pressione in una sezione di flusso causata dal restringimento dell'apertura di passaggio è descritto dall'equazione di Bernoulli. L'area di passaggio del regolatore di pressione di scarico è il restringimento dove la pressione può scendere fino alla pressione di saturazione, ed è il punto più probabile per la cavitazione. Le bolle di vapore sono instabili, appaiono improvvisamente e collassano anche improvvisamente, causando l'erosione delle particelle metalliche sugli elementi del regolatore, provocando così un'usura prematura. Oltre all'usura, la cavitazione comporta un aumento del rumore durante il funzionamento del regolatore.
- Temperatura dell'acqua - più è alta, maggiore è il rischio di cavitazione.
- Pressione dell'acqua - prima del regolatore, maggiore è, minore è il rischio di cavitazione.
- Pressione di strozzatura - maggiore è, maggiore è il rischio di cavitazione.
- La proprietà di cavitazione del regolatore dipende dalle caratteristiche dell'elemento che regola il flusso del regolatore. Il coefficiente di cavitazione varia a seconda del tipo di regolatore di pressione di scarico e dovrebbe essere specificato nelle specifiche tecniche, ma poiché la maggior parte dei produttori non fornisce questo valore, l'algoritmo di calcolo contiene un intervallo dei coefficienti di cavitazione più probabili.
Di conseguenza della verifica della cavitazione, può essere emesso il seguente risultato:
- « No » - non ci sarà cavitazione.
- « Possibile » - in alcuni tipi di valvole, può verificarsi cavitazione, si raccomanda di modificare uno dei fattori sopra menzionati.
- « Sì » - si verificherà cavitazione, cambia uno dei fattori che influenzano la cavitazione.
Calcolo del regolatore di pressione di scarico in relazione al rumore
Una velocità di flusso elevata al port d'ingresso del regolatore di pressione di scarico può portare a un alto livello di rumore. Per la maggior parte delle stanze in cui sono installati i regolatori di pressione di scarico, il livello di rumore ammissibile è di 35-40 dB(A), che corrisponde a una velocità di circa 3 m/s al port d'ingresso della valvola. Pertanto, è consigliabile non superare questa velocità durante la selezione di un regolatore di pressione di scarico.
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