Calcolo e Selezione del Regolatore di Differenziale di Pressione
ESEMPIO
Metodo di calcolo
Il calcolo del regolatore di differenziale di pressione consiste nel determinare la capacità di flusso, l'intervallo di regolazione necessario e la verifica della possibile presenza di rumore o cavitazione.
Calcolo della capacità di flusso Kvs
Il rapporto tra la perdita di pressione e il flusso d'acqua attraverso il regolatore di differenziale di pressione è chiamato capacità di flusso - Kvs.
Kvs è la capacità di flusso, numericamente equivalente al flusso d'acqua in m³/h attraverso il regolatore completamente aperto, dove la perdita di pressione è pari a 1 bar.
Kv è lo stesso, ma con il regolatore parzialmente aperto.
Sapendo che quando il flusso d'acqua cambia di 'n' volte, la perdita di pressione nel regolatore cambia di 'n²', è facile calcolare il valore necessario di Kv del regolatore di differenziale di pressione inserendo nella formula il flusso di progetto e la pressione in eccesso.
Alcuni produttori raccomandano di scegliere un regolatore di differenziale di pressione con un valore di Kvs leggermente superiore al valore di Kv ottenuto. Questo approccio consente un maggiore controllo sul flusso d'acqua al di sotto del valore desiderato, ma non consente di aumentarlo. Consigliamo di selezionare regolatori di differenziale di pressione dove la capacità di flusso necessaria si trova tra il 40 e il 70% della corsa dello stelo. Un regolatore di differenziale di pressione calcolato in questo modo sarà in grado di ridurre con precisione il flusso d'acqua e anche di aumentarlo leggermente.
Il risultato della selezione mostra la percentuale di apertura del regolatore, dove la pressione in eccesso è regolata al flusso d'acqua specificato.
Selezione dell'intervallo di regolazione
L'intervallo di regolazione del regolatore di differenziale di pressione dipende dalla tensione della molla. Alcuni regolatori sono dotati di una singola molla e hanno un unico intervallo di regolazione, mentre altri possono essere dotati di molle di diversa rigidità e avere più intervalli di regolazione. Il differenziale di pressione che il regolatore deve mantenere deve trovarsi nel terzo medio dell'intervallo di regolazione.
L'algoritmo di selezione sopra menzionato visualizza un elenco di regolatori dove il differenziale specificato cade nell'intervallo dal 20 all'80% dell'intervallo di pressione mantenuta.
Calcolo della 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 vapore saturo dell'acqua. L'effetto dell'aumento della velocità del flusso e della diminuzione della pressione, che si verifica quando la sezione di passaggio si restringe, è descritto dall'equazione di Bernoulli. La sezione di passaggio del regolatore di differenziale di pressione è proprio questo restringimento in cui la pressione può scendere al livello di saturazione, ed è il luogo in cui è più probabile che si verifichi la cavitazione. Le bolle di vapore sono instabili, compaiono e scompaiono improvvisamente, causando l'usura del metallo sulle parti del regolatore, il che porta inevitabilmente a un'usura prematura. Oltre all'usura, la cavitazione provoca anche 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 differenziale, più è alta, minore è la probabilità di cavitazione.
- Pressione regolata: più è alta, maggiore è la probabilità di cavitazione.
- Caratteristiche di cavitazione del regolatore: determinate dalle caratteristiche dell'elemento di regolazione. Il coefficiente di cavitazione varia per diversi tipi di regolatori e dovrebbe essere indicato nelle loro specifiche tecniche, ma poiché la maggior parte dei produttori non indica questo valore, l'algoritmo di calcolo include un intervallo dei coefficienti di cavitazione più probabili.
I risultati possibili del controllo della cavitazione sono:
- «No» - la cavitazione non si verificherà.
- «Possibile» - in alcune tipologie di valvole potrebbe verificarsi cavitazione, si consiglia di modificare uno dei fattori menzionati.
- «Sì» - la cavitazione si verificherà, modificare uno dei fattori che influenzano la cavitazione.
Calcolo del rumore
Una velocità di flusso elevata nel collegamento di ingresso del regolatore può essere causa di elevato rumore. Per la maggior parte degli spazi in cui sono installati regolatori di differenziale di pressione, il livello di rumore consentito è di 35-40 dB(A), il che corrisponde a una velocità di ingresso di circa 3 m/s. Pertanto, si consiglia di non superare questa velocità durante la selezione di un regolatore di differenziale di pressione.
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