Obliczanie i Dobór Zaworu Równoważącego
PRZYKŁAD
Metoda obliczania zaworu równoważącego
W systemach inżynierskich ręczne zawory równoważące są wykorzystywane do rozwiązywania wielu zadań, takich jak ograniczanie przepływu, równoważenie obiegów cyrkulacyjnych lub po prostu dławienie ciśnienia. Niezależnie od zadania, obliczanie zaworu równoważącego sprowadza się do określenia jego przepustowości, przy której zadane nadciśnienie będzie dławione przy określonym przepływie. Oprócz zgodności z przepustowością, wybrany zawór równoważący musi zostać sprawdzony pod kątem możliwości wystąpienia kawitacji i hałasu z powodu wysokiej prędkości przepływu wody przez niego.
Obliczanie przepustowości zaworu równoważącego
Zależność strat ciśnienia od przepływu przez zawór równoważący nazywana jest przepustowością - Kvs.
Kvs - przepustowość liczbowo równa przepływowi w m³/h, przez całkowicie otwarty zawór równoważący, przy którym strata ciśnienia na nim wynosi 1 bar.
Kv - to samo, ale przy częściowym otwarciu zaworu.
Z wiedzą, że przy zmianie przepływu N-krotnie, straty ciśnienia zmieniają się o N do kwadratu, łatwo jest określić wymagane Kv zaworu równoważącego, podstawiając obliczony przepływ i nadciśnienie do równania.
Niektórzy producenci zalecają wybór zaworu równoważącego o najbliższej większej wartości Kvs w porównaniu do uzyskanej wartości Kv. Takie podejście pozwala na dokładniejszą regulację przepływu poniżej wartości zadanej, ale nie umożliwia zwiększenia przepływu wody powyżej wartości zadanej, co często bywa konieczne. Nie krytykujemy tej metody, ale zalecamy wybór zaworu równoważącego w taki sposób, aby wymagana wartość przepustowości mieściła się w zakresie 50-70% skoku trzpienia. Zawór równoważący obliczony w ten sposób będzie mógł zarówno zmniejszyć przepływ w stosunku do wartości zadanej, jak i nieznacznie go zwiększyć.
Powyższy algorytm obliczeniowy dostarcza listę zaworów równoważących, dla których wymagana wartość Kv mieści się w zakresie 50-70% skoku trzpienia.
W wynikach wyszukiwania podano procent otwarcia przesłony zaworu równoważącego, przy którym nadciśnienie jest dławione przy zadanym przepływie. Podane wartości są prawdziwe tylko dla zaworów o liniowej charakterystyce przepływu. Stopień otwarcia zaworów o innej charakterystyce będzie różny.
Obliczanie zaworu równoważącego pod kątem możliwości wystąpienia kawitacji
Kawitacja to powstawanie pęcherzyków pary w przepływie wody, które pojawiają się, gdy ciśnienie w przepływie spada poniżej ciśnienia nasycenia pary wodnej. Równanie Bernoulliego opisuje efekt wzrostu prędkości przepływu i spadku ciśnienia w przepływie, który występuje, gdy przekrój przepływu jest zwężony. Przekrój przepływu między zaworem a siedziskiem zaworu równoważącego jest tym zwężeniem, gdzie ciśnienie może spaść do ciśnienia nasycenia i jest to najbardziej prawdopodobne miejsce powstawania kawitacji. Pęcherzyki pary są niestabilne, pojawiają się gwałtownie i równie gwałtownie znikają, co prowadzi do erozji cząsteczek metalu z zaworu, co nieuchronnie spowoduje jego przedwczesne zużycie. Oprócz zużycia kawitacja powoduje wzrost hałasu podczas pracy zaworu.
Główne czynniki wpływające na kawitację:
- Temperatura wody - im wyższa, tym większe prawdopodobieństwo wystąpienia kawitacji.
- Ciśnienie wody - przed zaworem równoważącym, im wyższe, tym mniejsze prawdopodobieństwo wystąpienia kawitacji.
- Dławione ciśnienie - im wyższe, tym większe prawdopodobieństwo kawitacji.
- Charakterystyka kawitacyjna zaworu równoważącego - określana przez cechy elementu dławienia zaworu. Współczynnik kawitacji jest różny dla różnych typów zaworów równoważących i powinien być wskazany w ich specyfikacjach technicznych, ale ponieważ większość producentów nie podaje tej wartości, algorytm obliczeniowy uwzględnia zakres najbardziej prawdopodobnych współczynników kawitacji.
Wynik sprawdzenia kawitacji może być następujący:
- [Brak] – kawitacja na pewno nie wystąpi.
- [Możliwa] – kawitacja może wystąpić na niektórych zaworach o określonych konstrukcjach, zaleca się zmianę jednego z opisanych powyżej czynników wpływu.
- [Obecna] – kawitacja na pewno wystąpi, należy zmienić jeden z czynników wpływających na powstawanie kawitacji.
Obliczanie zaworu równoważącego pod kątem hałasu
Wysoka prędkość przepływu w dolocie zaworu równoważącego może powodować wysoki poziom hałasu. W większości pomieszczeń, w których instalowane są zawory równoważące, dopuszczalny poziom hałasu wynosi 35-40 dB(A), co odpowiada prędkości około 3 m/s w dolocie zaworu. Dlatego przy doborze zaworu równoważącego zaleca się nie przekraczać tej prędkości.
pytanie : komentarz : opinia
Obliczenia sprzętu online
