Obliczenia i dobór Zaworu redukcyjnego ciśnienia
PRZYKŁAD
Metodyka obliczeń
Obliczenia zaworu redukcyjnego polegają na określeniu jego współczynnika przepustowości, wymaganego zakresu nastawy oraz sprawdzeniu możliwości wystąpienia hałasu i kawitacji.
Obliczenia przepustowości
Zależność między stratami ciśnienia a przepływem wody nazywana jest współczynnikiem przepustowości - Kvs.
Kvs - współczynnik przepustowości, jest numerycznie równy przepływowi w m³/h przez całkowicie otwarty zawór redukcyjny, przy którym spadek ciśnienia na zaworze wynosi 1 bar.
Kv - to samo, przy częściowym otwarciu zaworu.
Wiedząc, że gdy przepływ zmienia się o współczynnik 'n', spadek ciśnienia na zaworze zmienia się o współczynnik 'n²', można łatwo określić wymagany Kv zaworu redukcyjnego, podstawiając obliczony przepływ i nadmiar ciśnienia do równania obliczeniowego.
Niektórzy producenci zalecają dobór zaworu redukcyjnego o najbliższej wyższej wartości Kvs od uzyskanej wartości Kv. Takie podejście pozwala na większą precyzję regulacji przepływu poniżej wartości obliczeniowej, ale nie pozwala na zwiększenie przepływu powyżej pożądanej wartości, co często jest konieczne. Nie krytykujemy tej metody, ale zalecamy dobieranie zaworów redukcyjnych w taki sposób, aby wymagana przepustowość znajdowała się w zakresie od 50 do 70% skoku trzpienia. Zawór redukcyjny dobrany w ten sposób będzie mógł dokładnie zmniejszyć przepływ w stosunku do zadanej wartości oraz nieznacznie go zwiększyć.
Powyższy algorytm obliczeń generuje listę zaworów redukcyjnych, dla których wymagana wartość Kv mieści się w zakresie od 50 do 70% skoku trzpienia.
W wyniku doboru przedstawiono procent otwarcia zaworu redukcyjnego, przy którym zadany nadmiar ciśnienia jest redukowany przy określonym przepływie wody.
Dobór zakresu nastawy
Zakres nastawy zaworu redukcyjnego zależy od siły sprężania sprężyny. Niektóre zawory redukcyjne są wyposażone w jedną sprężynę i mają tylko jeden zakres nastawy ciśnienia, podczas gdy inne mogą być wyposażone w sprężyny o różnej sztywności i mieć kilka zakresów nastawy. Ciśnienie, które będzie utrzymywał zawór redukcyjny, musi znajdować się w zakresie regulacji.
Obliczenia możliwości wystąpienia kawitacji
Kawitacja to tworzenie się pęcherzyków pary w przepływie wody, które występują, gdy ciśnienie w przepływie spada poniżej ciśnienia nasycenia pary wodnej. Równanie Bernoulliego opisuje efekt zwiększenia prędkości przepływu i spadku ciśnienia, który występuje podczas zwężenia przekroju przepływu. Przekrój przepływu między grzybkiem a siedliskiem zaworu redukcyjnego jest tym samym zwężeniem, gdzie ciśnienie może spaść do ciśnienia nasycenia i jest to miejsce najbardziej prawdopodobnego wystąpienia kawitacji. Pęcherzyki pary są niestabilne, pojawiają się nagle i gwałtownie znikają, co prowadzi do erozji cząsteczek metalu z elementów zaworu, co nieuchronnie prowadzi do jego przedwczesnego zużycia. Oprócz zużycia kawitacja powoduje wzrost hałasu podczas pracy zaworów redukcyjnych.
Główne czynniki wpływające na wystąpienie kawitacji to:
- Temperatura wody - im wyższa, tym większe prawdopodobieństwo wystąpienia kawitacji.
- Ciśnienie wody - przed zaworem redukcyjnym, im wyższe, tym mniejsze prawdopodobieństwo wystąpienia kawitacji.
- Ciśnienie dławienia - im wyższe, tym większe prawdopodobieństwo wystąpienia kawitacji.
- Charakterystyka kawitacyjna zaworu - określona przez właściwości elementu dławiącego zaworu. Współczynnik kawitacji różni się w zależności od rodzaju zaworów redukcyjnych i powinien być podany w ich specyfikacji technicznej, jednak ponieważ większość producentów nie podaje tej wartości, algorytm obliczeniowy obejmuje zakres najbardziej prawdopodobnych współczynników kawitacji.
Po sprawdzeniu kawitacji może zostać wyświetlony następujący wynik:
- 'Nie' - kawitacja na pewno nie wystąpi.
- 'Możliwa' - na zaworach o niektórych konstrukcjach może wystąpić kawitacja, zaleca się zmianę jednego z wyżej wymienionych czynników wpływu.
- 'Tak' - kawitacja na pewno wystąpi, należy zmienić jeden z czynników wpływających na wystąpienie kawitacji.
Obliczenia poziomu hałasu
Wysoka prędkość przepływu w wlocie zaworu redukcyjnego może powodować wysoki poziom hałasu. Dla większości pomieszczeń, w których instalowane są zawory redukcyjne, dopuszczalny poziom hałasu wynosi 35-40 dB(A), co odpowiada prędkości w wlocie zaworu wynoszącej około 3 m/s. Dlatego przy doborze zaworu redukcyjnego zaleca się, aby nie przekraczać tej prędkości.
pytanie : komentarz : opinia
Obliczenia sprzętu online
