Calcolo del Regolatore di Riduzione della Pressione
ESEMPIO
Metodologia di Calcolo
Il calcolo del regolatore di riduzione della pressione comporta la determinazione della capacità di flusso del regolatore, della gamma di regolazione necessaria e la verifica della rumorosità e della cavitazione.
Calcolo della Capacità di Flusso
La dipendenza della caduta di pressione dal flusso attraverso il regolatore è chiamata capacità di flusso - Kvs.
Kvs è la capacità di flusso, numericamente equivalente al flusso d'acqua in m³/h attraverso un regolatore completamente aperto, in cui la caduta di pressione è di 1 bar.
Kv è lo stesso, ma per un regolatore parzialmente aperto.
Conoscendo che quando il flusso d'acqua cambia di 'n' volte, la caduta di pressione attraverso il regolatore cambia di 'n²' volte, è facile determinare il valore Kv necessario del regolatore inserendo nella formula il flusso di progetto e la pressione in eccesso.
Alcuni produttori raccomandano di scegliere un regolatore di pressione con un valore di Kvs superiore al valore di Kv ottenuto. Questo approccio consente un controllo più preciso del flusso al di sotto del valore impostato, ma non consente di aumentarlo. Consigliamo di selezionare i regolatori di pressione in modo che il valore di capacità di flusso richiesto sia compreso tra il 50 e il 70% della corsa dello stelo. Il regolatore di riduzione della pressione calcolato in questo modo sarà in grado di ridurre il flusso con sufficiente precisione e anche di aumentarlo leggermente.
I risultati della selezione forniscono la percentuale di apertura della valvola del regolatore di riduzione della pressione, alla quale la pressione in eccesso viene regolata al flusso d'acqua specificato.
Selezione della Gamma di Regolazione
La gamma di regolazione del regolatore di riduzione della pressione dipende dalla forza di compressione della molla. Alcuni regolatori sono dotati di una sola molla e hanno una sola gamma di regolazione, mentre altri possono essere dotati di molle di diversa rigidità e avere diverse gamme di regolazione. La pressione mantenuta dal regolatore di riduzione della pressione deve essere compresa nel terzo medio della gamma di regolazione.
Quando si seleziona la gamma di regolazione, è necessario tenere conto che l'errore di calibrazione della molla ai limiti della gamma è del 10%.
Calcolo del Regolatore per la Cavitazione
La cavitazione è la formazione di bolle di vapore nel flusso d'acqua, che si verifica quando la pressione scende al di sotto della pressione di saturazione del vapore d'acqua. L'equazione di Bernoulli descrive l'effetto dell'aumento della velocità del flusso e della diminuzione della pressione in esso che si verifica quando l'area di passaggio si restringe. L'area di passaggio tra la valvola e la sede del regolatore di pressione è esattamente questo restringimento, dove la pressione può scendere fino al livello di saturazione ed è il punto più probabile per la formazione della cavitazione. Le bolle di vapore sono instabili; appaiono improvvisamente e collassano, portando all'erosione delle particelle metalliche dalla valvola del regolatore, il che causerà inevitabilmente un'usura prematura. Oltre all'usura, la cavitazione provoca un aumento del rumore durante il funzionamento del regolatore.
I principali fattori che influenzano la cavitazione:
- Temperatura dell'acqua - più è alta, maggiore è la probabilità di cavitazione.
- Pressione dell'acqua - prima del regolatore di pressione, più è alta, minore è la probabilità di cavitazione.
- Pressione di strozzamento - più è alta, maggiore è la probabilità di cavitazione.
- Caratteristica di cavitazione del regolatore - determinata dalle caratteristiche dell'elemento di strozzamento del regolatore. Il coefficiente di cavitazione varia per i diversi tipi di regolatori di pressione e deve essere indicato nelle loro caratteristiche tecniche, ma poiché la maggior parte dei produttori non specifica questo valore, deve essere calcolato utilizzando formule speciali.
Dopo aver verificato la cavitazione, i risultati possono essere i seguenti:
- 'No' - la cavitazione non si verificherà.
- 'Possibile' - la cavitazione può verificarsi su alcuni design di valvole, si consiglia di modificare uno dei fattori sopra indicati.
- 'Sì' - la cavitazione si verificherà, modificare uno dei fattori che influenzano la cavitazione.
Calcolo del Rumore del Regolatore
Una velocità di flusso elevata all'ingresso del regolatore può causare alti livelli di rumore. Per la maggior parte degli ambienti in cui sono installati regolatori di pressione, il livello di rumore consentito è di 35-40 dB(A), il che corrisponde a una velocità di flusso di circa 3 m/s all'ingresso della valvola. Pertanto, si raccomanda di non superare tale velocità nella scelta di un regolatore di pressione.
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