Розрахунок та Підбір балансувального клапана
ПРИКЛАД
Методика розрахунку балансувального клапана
За допомогою ручних балансувальних клапанів в інженерних системах вирішують безліч задач, наприклад, обмеження витрат, балансування циркуляційних кілець або просто дроселювання тиску. Незалежно від поставленої задачі, розрахунок балансувального клапана зводиться до визначення його пропускної здатності, при якій на заданій витраті буде дроселюватися заданий надлишок напору. Окрім відповідності за пропускною здатністю, підібраний балансувальний клапан повинен бути перевірений на можливість виникнення кавітації та шумоутворення через високу швидкість течії води через нього.
Розрахунок пропускної здатності балансувального клапана
Залежність втрат напору від витрати через балансувальний клапан називається пропускною здатністю - Kvs.
Kvs - пропускна здатність чисельно дорівнює витраті в м³/год, через повністю відкритий балансувальний клапан, при якій втрати напору на ньому дорівнюють 1 бар.
Kv - те ж саме, при частковому відкритті клапана.
Знаючи, що при зміні витрати в N раз втрати напору на клапані змінюються в N в квадраті раз не складно визначити потрібний Kv балансувального клапана, підставивши в рівняння розрахункову витрату та надлишок напору.
Деякі виробники рекомендують обирати балансувальний клапан з найближчим більшим значенням Kvs від отриманого значення Kv. Такий підхід дозволяє з більшою точністю регулювати витрату нижче заданої під час підбору, але не дозволяє збільшити витрату води вище заданого значення, яке досить часто доводиться перевищувати. Ми не критикуємо вищеописаний метод, але рекомендуємо підбирати балансувальний клапан таким чином, щоб потрібне значення пропускної здатності знаходилося в діапазоні від 50 до 70% ходу штоку. Балансувальний клапан, розрахований таким чином, зможе з достатньою точністю як зменшити витрату відносно заданої, так і дещо збільшити її.
Вищезгаданий алгоритм розрахунку виводить список балансувальнийх клапанів, для яких потрібне значення Kv потрапляє в діапазон ходу штоку від 50 до 70%.
У результатах розрахунку буде наведено відсоток відкриття затвора балансувального клапана, при якому дроселюється надлишковий тиск на заданій витраті. Наведені значення є дійсними тільки для клапанів з лінійною пропускною характеристикою. Ступінь відкриття клапанів з іншою характеристики буде іншим.
Розрахунок балансувального клапана на можливість виникнення кавітації
Кавітація - утворення бульбашок пару в потоці води, що проявляється при зниженні тиску в ньому нижче тиску насичення водяної пари. Рівнянням Бернуллі описано ефект збільшення швидкості потоку та зниження тиску в ньому, що виникає при звуженні прохідного перерізу. Прохідний переріз між затвором та сідлом балансувального клапана є цим самим звуженням, тиск в якому може опуститися до тиску насичення, і місцем найбільш ймовірного утворення кавітації. Бульбашки пару нестійкі, вони різко з'являються та так само різко згасають, це призводить до виїдання частинок металу з затвору клапану, що неминуче призведе до його передчасного зносу. Крім зносу, кавітація призводить до підвищення шуму при роботі клапана.
Основні фактори, що впливають на виникнення кавітації:
- Температура води - чим вона вище, тим більша ймовірність виникнення кавітації.
- Тиск води - перед балансувальним клапаном, чим він вище, тим менша ймовірність виникнення кавітації.
- Дроссельований тиск - чим він вище, тим вище ймовірність виникнення кавітації.
- Кавітаційна характеристика балансувального клапана - визначається особливостями конструкції клапана. Коефіцієнт кавітації різний для різних типів балансувальних клапанів і повинен вказуватися в їх технічних характеристиках, але так як більшість виробників не вказують цю величину, в алгоритмі розрахунку передбачено діапазон найбільш ймовірних коефіцієнтів кавітації.
В результаті перевірки на кавітацію може бути видано наступний результат:
- «Немає» - кавітації точно не буде.
- «Можлива» - на клапанах деяких конструкцій виникнення кавітації можливе, рекомендується змінити один з вищеописаних факторів впливу.
- «Є» - кавітація точно буде, змініть один з факторів, що впливають на виникнення кавітації.
Розрахунок балансувального клапана на виникнення шуму
Висока швидкість потоку у вхідному патрубку балансувального клапана може стати причиною високого рівня шуму. Для більшості приміщень, в яких встановлюються балансувальні клапани, допустимий рівень шуму становить 35-40 дБ (А), що відповідає швидкості у вхідному патрубку клапана приблизно 3м/с. Тому, при підборі балансувального клапана рекомендується не перевищувати вищезазначеної швидкості.
питання : коментар : відгук
Online Розрахунки обладнання
