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Capacidade da válvula de controle Kvs— valor do coeficiente largura de banda Kvs é numericamente igual ao fluxo de água através da válvula em m³/h a uma temperatura de 20°C na qual a perda de pressão através dela será de 1 bar. Você pode calcular a capacidade da válvula de controle para parâmetros específicos do sistema na seção Cálculos do site.

Válvula de controle DN— diâmetro nominal do furo nos tubos de ligação. O valor DN é usado para unificar os tamanhos padrão dos acessórios de tubulação. O diâmetro real do furo pode diferir ligeiramente do nominal, para cima ou para baixo. Uma designação alternativa para o diâmetro nominal DN, comum nos países pós-soviéticos, era o diâmetro nominal DN da válvula de controle. Uma série de passagens condicionais DN de acessórios para tubulações são regulamentadas pelo GOST 28338-89 “Passagens convencionais (dimensões nominais)”.

Válvula de controle PN— pressão nominal - a maior sobrepressão do meio de trabalho com uma temperatura de 20°C, na qual é garantida uma operação segura e de longo prazo. Uma designação alternativa para a pressão nominal PN, comum nos países pós-soviéticos, era a pressão nominal PN da válvula. Várias pressões nominais PN de acessórios de tubulação são reguladas pelo GOST 26349-84 “Pressões nominais (condicionais)”.

Faixa dinâmica de regulação, esta é a razão entre a capacidade máxima de vazão da válvula de controle com a válvula totalmente aberta (Kvs) e a menor capacidade (Kv) na qual a característica de vazão declarada é mantida. A faixa dinâmica de controle também é chamada de taxa de controle.

Por exemplo, a faixa de controle dinâmico de uma válvula de 50:1 a Kvs 100 significa que a válvula pode controlar uma vazão de 2 m³/h, mantendo as dependências inerentes à sua característica de vazão.

A maioria das válvulas de controle tem faixas dinâmicas regulação 30:1 e 50:1, mas também existem válvulas com propriedades de regulação muito boas, a sua faixa de regulação é 100:1.

Autoridade de válvula de controle— caracteriza a capacidade reguladora da válvula. Numericamente, o valor da autoridade é igual à razão entre as perdas de pressão em um obturador de válvula totalmente aberto e as perdas de pressão na área regulada.

Quanto menor a autoridade da válvula de controle, mais sua característica de fluxo se desvia do ideal e menos suave será a mudança na taxa de fluxo quando a haste se mover. Assim, por exemplo, em um sistema controlado por uma válvula com característica de fluxo linear e baixa autoridade, fechar a área de fluxo em 50% pode reduzir o fluxo em apenas 10%, mas com uma autoridade alta, fechá-la em 50% deve reduzir o fluxo através da válvula em 40-50%.

Exibe a dependência da mudança no fluxo relativo através da válvula na mudança no curso relativo da haste da válvula de controle com uma queda de pressão constante através dela.

Característica de fluxo linear— aumentos iguais no curso relativo da haste causam aumentos iguais na vazão relativa. Válvulas de controle com característica de vazão linear são utilizadas em sistemas onde existe uma relação direta entre a variável controlada e a vazão do meio. As válvulas de controle com característica de fluxo linear são ideais para manter a temperatura da mistura de refrigerante em pontos de aquecimento com conexão dependente à rede de aquecimento.

Característica de fluxo percentual igual(logarítmico) - a dependência do aumento relativo na vazão do aumento relativo no curso da haste é logarítmica. Válvulas de controle com característica de fluxo logarítmica são usadas em sistemas onde a variável controlada depende de forma não linear do fluxo através da válvula de controle. Por exemplo, válvulas de controle com característica de fluxo percentual igual são recomendadas para uso em sistemas de aquecimento para regular a transferência de calor de dispositivos de aquecimento, que depende de forma não linear do fluxo do refrigerante. Válvulas de controle com característica de fluxo logarítmico regulam perfeitamente a transferência de calor de trocadores de calor de alta velocidade com baixa diferença de temperatura do refrigerante. Recomenda-se a utilização de válvulas com característica de vazão percentual igual em sistemas onde é necessária a regulação de acordo com uma característica de vazão linear e não é possível manter uma autoridade alta na válvula de controle. Nesse caso, a autoridade reduzida distorce a característica de igual porcentagem da válvula, aproximando-a do linear. Esta característica é observada quando as autoridades das válvulas de controle não são inferiores a 0,3.

Característica de fluxo parabólico— a dependência do aumento relativo da vazão no curso relativo da haste obedece a uma lei quadrática (passa ao longo de uma parábola). Válvulas de controle com características de fluxo parabólico são utilizadas como um compromisso entre válvulas com características lineares e percentuais iguais.

Existe a opinião de que a seleção de uma válvula de três vias não requer cálculos preliminares. Esta opinião baseia-se na suposição de que o fluxo total através do tubo AB não depende do curso da haste e é sempre constante. Na realidade, o fluxo através do tubo comum AB flutua dependendo do curso da haste, e a amplitude da flutuação depende da autoridade da válvula de três vias na área regulada e de suas características de fluxo.

Método de cálculo para uma válvula de três vias

Cálculo da válvula de três vias realizado na seguinte sequência:

• 1. Seleção das características de fluxo ideais.
• 2. Determinação da capacidade reguladora (autoridade da válvula).
• 3. Determinação do rendimento e diâmetro nominal.
• 4. Seleção do acionamento elétrico da válvula de controle.
• 5. Verifique se há ruído e cavitação.

Selecionando uma característica de fluxo

A dependência do fluxo através da válvula no curso da haste é chamada de característica de fluxo. O tipo de característica de fluxo é determinado pelo formato da válvula e da sede da válvula. Como uma válvula de três vias possui duas comportas e duas sedes, ela também possui duas características de fluxo, a primeira é a característica de curso reto - (A-AB), e a segunda é o curso perpendicular - (B-AB).

Linear/linear. A vazão total através do tubo AB é constante apenas quando a autoridade da válvula é igual a 1, o que é praticamente impossível de garantir. Operar uma válvula de três vias com autoridade de 0,1 fará com que a vazão total flutue conforme a haste se move, variando de 100% a 180%. Portanto, válvulas com característica linear/linear são utilizadas em sistemas insensíveis a flutuações de vazão ou em sistemas com autoridade de válvula de pelo menos 0,8.

Logarítmico/logarítmico. As flutuações mínimas na vazão total através do tubo AB em válvulas de três vias com característica de vazão logarítmica/logarítmica são observadas quando a autoridade da válvula é igual a 0,2. Ao mesmo tempo, uma diminuição na autoridade em relação ao valor especificado aumenta e um aumento diminui a vazão total através do tubo AB. A flutuação da taxa de fluxo na faixa de autoridade de 0,1 a 1 é de +15% a -55%.

Logarítmico/linear. Válvulas de três vias com característica de fluxo logarítmico/linear são utilizadas se os anéis de circulação que passam pelos tubos A-AB e B-AB exigirem regulagem de acordo com leis diferentes. A estabilização da taxa de fluxo durante o movimento da haste da válvula ocorre a uma autoridade de 0,4. A flutuação da vazão total através do tubo AB na faixa de autoridade de 0,1 a 1 é de +50% a -30%. Válvulas de controle com características de fluxo logarítmico/linear são amplamente utilizadas em unidades de controle de sistemas de aquecimento e trocadores de calor.

Cálculo de autoridade

A autoridade da válvula de três viasé igual à razão entre a perda de pressão na válvula e a perda de pressão na válvula e na seção regulada. O valor de autoridade para válvulas de três vias determina a faixa de flutuação do fluxo total através da porta AB.

Um desvio de 10% do fluxo instantâneo através da porta AB durante o movimento da haste é fornecido nos seguintes valores de autoridade:

• A+ = (0,8-1,0) – para uma válvula com característica linear/linear.
• A+ = (0,3-0,5) - para uma válvula com característica logarítmica/linear.
• A+ = (0,1-0,2) - para uma válvula com característica logarítmica/logarítmica.

Cálculo de largura de banda

A dependência da perda de pressão na válvula no fluxo através dela é caracterizada pelo coeficiente de fluxo Habilidades Kvs. O valor Kvs é numericamente igual à vazão em m³/h através de uma válvula totalmente aberta, na qual a perda de pressão através dela será de 1 bar. Via de regra, o valor Kvs de uma válvula de três vias é o mesmo para os cursos A-AB e B-AB, mas também existem válvulas com Significados diferentes rendimento para cada um dos movimentos.

Sabendo que quando a vazão muda em “n” vezes, a perda de pressão na válvula muda em “n²” vezes, não é difícil determinar os Kvs necessários da válvula de controle substituindo a vazão calculada e a perda de pressão no equação. Na nomenclatura, selecione uma válvula de três vias com o valor do coeficiente de capacidade mais próximo do valor obtido como resultado do cálculo.

Seleção de acionamento elétrico

O acionamento elétrico é compatível com a válvula de três vias previamente selecionada. Recomenda-se selecionar atuadores elétricos a partir da lista de dispositivos compatíveis especificados nas especificações da válvula, prestando atenção a:

• As interfaces do atuador e da válvula devem ser compatíveis.
• O curso da haste do atuador elétrico não deve ser inferior ao curso da haste da válvula.
• Dependendo da inércia do sistema controlado, devem ser utilizados acionamentos com diferentes velocidades de operação.
• A queda de pressão máxima através da válvula na qual o atuador pode fechá-la depende da força de fechamento do atuador.
• O mesmo acionamento elétrico garante o fechamento de uma válvula de três vias que atua na mistura e divisão do fluxo, em diferentes quedas de pressão.
• A tensão de alimentação e o sinal de controle do inversor devem corresponder à tensão de alimentação e ao sinal de controle do controlador.
• Válvulas rotativas de três vias são usadas com válvulas rotativas e válvulas de sede com acionamentos elétricos lineares.

Cálculo da possibilidade de cavitação

Cavitação é a formação de bolhas de vapor em um fluxo de água, que se manifesta quando a pressão nele diminui abaixo da pressão de saturação do vapor d'água. A equação de Bernoulli descreve o efeito do aumento da velocidade do fluxo e da diminuição da pressão nele, que ocorre quando a área de fluxo é estreitada. A área de fluxo entre a comporta e a sede de uma válvula de três vias é o estreitamento no qual a pressão pode cair até a pressão de saturação e o local onde é mais provável a formação de cavitação. As bolhas de vapor são instáveis, aparecem abruptamente e também colapsam abruptamente, o que faz com que partículas metálicas sejam corroídas da vedação da válvula, o que inevitavelmente causará seu desgaste prematuro. Além do desgaste, a cavitação leva ao aumento do ruído durante a operação da válvula.

Os principais fatores que influenciam a ocorrência de cavitação:

• Temperatura da água - quanto mais alta, maior a probabilidade de ocorrer cavitação.


• A pressão da água está na frente da válvula de controle, quanto maior for, menor será a probabilidade de ocorrer cavitação.


• Perdas de pressão admissíveis - quanto maiores, maior a probabilidade de cavitação. Deve-se notar aqui que na posição da válvula próxima ao fechamento, a pressão de estrangulamento na válvula tende à pressão disponível na área regulada.


• A característica de cavitação de uma válvula de três vias é determinada pelas características do elemento de estrangulamento da válvula. O coeficiente de cavitação varia para diferentes tipos de válvulas de controle e deve ser especificado em suas especificações técnicas, mas como a maioria dos fabricantes não indica esse valor, o algoritmo de cálculo inclui uma faixa dos coeficientes de cavitação mais prováveis.

Um teste de cavitação pode produzir o seguinte resultado:

• “Não” - definitivamente não haverá cavitação.
• “Possível” – pode ocorrer cavitação em válvulas de alguns modelos; recomenda-se alterar um dos fatores de influência descritos acima.
• “Sim” – com certeza haverá cavitação; altere um dos fatores que influenciam a ocorrência de cavitação.

Cálculos de ruído

A alta velocidade de fluxo na entrada da válvula de três vias pode causar alto nível barulho. Para a maioria das salas onde estão instaladas válvulas de controle, o nível de ruído permitido é de 35-40 dB(A), o que corresponde a uma velocidade na entrada da válvula de aproximadamente 3 m/s. Portanto, ao selecionar uma válvula de três vias, não é recomendado exceder a velocidade especificada.

Especificações do cálculo de uma válvula bidirecional

Dado:

médio - água, 115C,

∆paccess = 40 kPa (0,4 bar), ∆ppipe = 7 kPa (0,07 bar),

∆troca de calor = 15 kPa (0,15 bar), fluxo condicional Qnom = 3,5 m3/h,

vazão mínima Qmin = 0,4 m3/h

Cálculo:

∆paccess = ∆pválvula + ∆ppipe + ∆troca de calor =
∆pválvula = ∆paccess - ∆ppipe - ∆troca de calor = 40-7-15 = 18 kPa (0,18 bar)

Tolerância de segurança para a tolerância de trabalho (desde que a vazão Q não tenha sido superestimada):

Kvs = (1,1 a 1,3). Kv = (1,1 a 1,3) x 8,25 = 9,1 a 10,7 m3/h
Da série de valores de Kv produzidos comercialmente, selecionamos o valor de Kvs mais próximo, ou seja, Kvs = 10 m3/h. Este valor corresponde a um diâmetro livre de DN 25. Se selecionarmos uma válvula com conexão roscada PN 16 em ferro fundido cinzento, obteremos um número (artigo de pedido) do tipo:
RV 111 R 2331 16/150-25/T
e a unidade correspondente.

Determinação da perda hidráulica de uma válvula de controle selecionada e calculada em abertura total e uma determinada vazão.

Assim, a perda hidráulica real calculada das válvulas de controle deve ser refletida no cálculo hidráulico da rede.

e a deve ser pelo menos 0,3. A verificação estabeleceu que a seleção da válvula atende às condições.

Aviso: A autoridade de uma válvula de controle bidirecional é calculada em relação à queda de pressão na válvula no estado fechado, ou seja, a pressão do ramal existente ∆p acessa em vazão zero, e nunca relativa à pressão da bomba ∆ppump, pois por influência de perdas de pressão na tubulação da rede até o ponto de ligação do ramal regulado. Neste caso, por conveniência, assumimos

Controle de atitude regulatória

Façamos o mesmo cálculo para a vazão mínima Qmin = 0,4 m3/h. A vazão mínima corresponde às quedas de pressão , , .

Atitude Regulatória Necessária

deve ser menor que a relação de controle especificada da válvula r = 50. O cálculo satisfaz estas condições.

Layout típico da malha de controle usando uma válvula de controle bidirecional.

Especificações do cálculo de uma válvula misturadora de três vias

Dado:

médio - água, 90C,

pressão estática no ponto de conexão 600 kPa (6 bar),

∆bomba2 = 35 kPa (0,35 bar), ∆tubo = 10 kPa (0,1 bar),

∆troca de calor = 20 kPa (0,2), vazão nominal Qnom = 12 m3/h

Cálculo:

Tolerância de segurança para a tolerância de trabalho (desde que a vazão Q não tenha sido superestimada):
Kvs = (1,1-1,3)xKv = (1,1-1,3)x53,67 = 59,1 a 69,8 m3/h
Da série de valores Kv produzidos em série, selecionamos o valor Kvs mais próximo, ou seja, Kvs = 63 m3/h. Este valor corresponde a um diâmetro livre de DN65. Se escolhermos uma válvula flangeada em ferro fundido nodular, obtemos o tipo No.
RV 113 M 6331 -16/150-65

Em seguida, selecionamos a unidade apropriada de acordo com os requisitos.

Determinação da perda hidráulica real da válvula selecionada quando totalmente aberta

Assim, a perda hidráulica real calculada das válvulas de controle deve ser refletida no cálculo hidráulico da rede.

Atenção: Com válvulas de três vias, a condição mais importante para uma operação sem erros é manter uma diferença mínima de pressão
nas conexões A e B. As válvulas de três vias são capazes de lidar com pressão diferencial significativa entre as conexões A e B, mas às custas da deformação da característica de controle e, portanto, da deterioração da capacidade de controle. Portanto, se houver a menor dúvida quanto à diferença de pressão entre ambas as conexões (por exemplo, se uma válvula de três vias sem compartimento de pressão estiver diretamente conectada à rede primária), recomendamos o uso de uma válvula de duas vias em conexão com um circuito rígido para regulação de alta qualidade.

Layout típico da linha de controle usando uma válvula misturadora de três vias.

Após escolher o método de controle e o tipo de válvula de controle: bidirecional ou tripla, ela deve ser corretamente calculada e selecionada. O cálculo e a seleção da válvula de controle dependem do método de controle escolhido. Com controle de duas posições (com acionamento eletrotérmico), uma válvula de controle com diâmetro mínimo para uma determinada vazão de água é selecionada de modo que a queda de pressão através dela não exceda a perda máxima de 25 kPa para resfriamento e 15 kPa para aquecimento . Estes valores podem ser especificados pelo fabricante. A seleção é realizada de acordo com o nomograma da válvula termostática correspondente de acordo com o fabricante; um exemplo de tal nomograma para uma válvula de controle de três vias da Cazzaniga é mostrado na Fig. 4.16. O diagrama também mostra linhas pontilhadas para determinar a perda de pressão na linha de bypass. Exemplo de cálculo: Dado: Fluxo de água através do trocador de calor fan coil (7 = 0,47 m 3 / hora. A perda de pressão no trocador de calor é de 14,4 kPa. Aceitamos uma válvula com diâmetro de 15 mm (1/2") com K v = 2 m 3 / hora. Perda de pressão no curso direto AP = 4,7 kPa, no bypass - AP = 8,0 kPa. Para válvulas de controle com regulação suave (com controle remoto e termostato ou com servo acionamento), a qualidade da regulação , determinado pela correspondência do curso da válvula, depende da válvula de controle corretamente selecionada e de um certo fluxo de água necessário através da válvula. Ao selecionar uma válvula de controle com controle modulante, use princípios gerais independentemente de onde a válvula esteja instalada: no trocador de calor do fan coil, no refrigerador de ar ou no aquecedor de ar do ar condicionado central.

A operação da válvula de controle é caracterizada pelo valor de vazão Kv, m 3 /hora e pela característica de vazão. O coeficiente de vazão condicional é igual ao fluxo de fluido através da válvula em m 3 /hora com uma densidade de 1000 kg/m 3, com uma queda de pressão de 0,1 MPa (1 bar). O coeficiente de rendimento condicional é determinado pela fórmula:

(3) onde q é a vazão volumétrica de líquido através da válvula, m 3 /hora; Ψ é um coeficiente que leva em consideração a influência da viscosidade do líquido, determinada em função do número de Reynolds:

(4) conforme cronograma 4.17;
p - densidade do líquido, kg/m3;
v é a viscosidade cinemática do líquido, variando em função da temperatura e concentração do soluto para soluções aquosas, cm 2 /s; d - diâmetro nominal da válvula, mm; AP - perda de pressão através da válvula de controle no fluxo máximo de fluido através dela, MPa.

A característica de vazão é a dependência da vazão relativa no movimento relativo da comporta valvulada, onde K v, K vy são os coeficientes de vazão real e condicional, m 3 / hora, S, S y são o curso real e condicional da comporta , milímetros. Isso às vezes é chamado de característica ideal da válvula de controle. Mais frequentemente, as válvulas de controle são produzidas com uma característica de fluxo linear: (5)

Menos frequentemente porcentagem igual:

Imagem real mudanças no fluxo de fluido através da válvula difere do ideal e é caracterizada pela característica operacional da válvula, que expressa a dependência do fluxo relativo de fluido no curso da válvula. É influenciado pelos parâmetros da área controlada. O trecho regulado é entendido como um trecho da rede que inclui um elemento de controle tecnológico (trocador de calor fan coil, refrigerador de ar, aquecedor de ar), tubulações, conexões, válvula de controle, cuja queda de pressão permanece constante durante o processo de controle ou flutua dentro de limites relativamente pequenos/10%. A queda de pressão na seção regulada é a soma da queda de pressão na válvula de controle e da queda de pressão nos demais elementos da rede de processo. O diagrama da seção regulada e distribuição de pressão ao instalar uma válvula bidirecional é mostrado na Fig. 4.12, ao instalar uma válvula de três vias na Fig. 4.11. A relação entre a queda de pressão na válvula e a queda de pressão na área controlada tem um impacto significativo no tipo de característica do fluxo, este valor é denominado de forma diferente na literatura estrangeira e nacional: coeficiente de controle, resistência relativa da válvula.

AP Denotamos a relação -- = n. Você pode construir diversas características operacionais da rede dependendo da razão n; um exemplo de tal construção é mostrado na Fig. 4.18a para uma válvula de controle com característica de fluxo linear, na Fig. 4.18 b para uma válvula de controle com característica de vazão percentual igual (logarítmica). Quando a válvula de controle fecha, o fluxo real de fluido através da válvula é maior que o teórico, e esse desvio é maior conforme mais valor resistência relativa da válvula A característica ideal corresponde a n = 1, quando a queda de pressão na rede é infinitamente pequena, neste caso a vazão e as características ideais coincidem. As características do fluxo operacional apresentam o menor desvio da forma ideal quando n>0,5. Assim, a queda de pressão na válvula de controle deve ser maior ou igual à metade da queda de pressão total na seção regulada, ou maior ou igual à queda de pressão nos elementos da rede de processo:

Uma válvula corretamente selecionada é aquela que está totalmente aberta com o volume máximo de água corrente e para a qual essas proporções são atendidas. Uma válvula de controle de água fornecida sem cálculo pode ser identificada visualmente no sistema após sua instalação. A seção transversal de tal válvula geralmente coincide com a seção transversal da tubulação na seção regulada (válvula de controle em um refrigerador de ar ou aquecedor de ar de um ar condicionado central). Uma válvula selecionada corretamente tem uma seção transversal menor que a seção transversal da tubulação.-

Arroz. 4.18. Gráficos de características de vazão operacional de válvulas de controle com características de vazão linear (a) e igual percentual (b)

A seleção de uma válvula de controle é realizada de acordo com o coeficiente de vazão utilizando o nomograma da válvula de controle do fabricante correspondente. Um exemplo de tal nomograma para uma válvula de controle de três vias VRG3 da Danfoss é mostrado na Fig. 4.19.

Exemplo de cálculo. Dado: Carga fria no fan coil Q x = 0,85 kW. Fluxo de massa de água através do trocador de calor fan coil

onde Qx é a carga fria, kW. Δt - a diferença de temperatura do refrigerante na entrada e na saída do fan coil é assumida como sendo de 5°C.

Fluxo volumétrico de água q = G/p = 146,2/1000 = 0,146 m 3 /hora A queda de pressão no trocador de calor é determinada de acordo com a tabela do fan coil Delonghi FC10

Selecionamos uma válvula de controle de três vias de acordo com o nomograma para que a queda de pressão na válvula de controle seja maior que a queda de pressão no trocador de calor, levando em consideração a margem para perdas em tubulações e válvulas de corte: em G = 146,2 kg/hora de acordo com o nomograma da Figura 4.19. determinamos Kvs = 0,4 m3/hora de uma válvula de controle com diâmetro de R 1/2" (15 mm) e perda de pressão na válvula A p = 15 kPa. Com Kvs = 0,63 m 3 /hora perda de pressão na válvula Ap = 5,8 kPa e a relação de pressão será menor que 1. Portanto, aceitamos uma válvula com K vs = 0,4.

Arroz. 4.19. Nomograma para seleção de uma válvula de controle de três vias VRG3 da Danfoss (controle modulante)

(Universidade Técnica)

Departamento da APCP

Projeto de curso

“Cálculo e projeto de uma válvula de controle”

Concluído por: aluno gr. 891 Solntsev P.V.

Chefe: Syagaev N.A.

São Petersburgo 2003

1. Reguladores de aceleração

Para transportar líquidos e gases para processos tecnológicos Via de regra, são utilizadas tubulações de pressão. Neles, o fluxo se move devido à pressão criada pelas bombas (para líquidos) ou compressores (para gases). A escolha da bomba ou compressor necessário é feita de acordo com dois parâmetros: desempenho máximo e pressão necessária.

A produtividade máxima é determinada pelos requisitos das normas tecnológicas, a pressão necessária para garantir a vazão máxima é calculada de acordo com as leis da hidráulica, com base na extensão do percurso, no número e valores das resistências locais e na velocidade máxima permitida. do produto na tubulação (para líquidos - 2-3 m/s, para gases - 20 -30 m/s).

A alteração da taxa de fluxo em um pipeline de processo pode ser feita de duas maneiras:

estrangulamento - alteração da resistência hidráulica do acelerador instalado na tubulação (Fig. 1a)

contornando - alterando a resistência hidráulica do acelerador montado na tubulação que conecta a linha de descarga à linha de sucção (Fig. 1b)

A escolha do método para alterar o fluxo é determinada pelo tipo de bomba ou compressor utilizado. Para as bombas e compressores mais comuns na indústria, ambos os métodos de controle de fluxo podem ser usados.

Para bombas de deslocamento positivo, como bombas de pistão, somente o desvio de líquido é permitido. O estrangulamento do fluxo para tais bombas é inaceitável, porque isso pode levar à falha da bomba ou da tubulação.

Para compressores de pistão, ambos os métodos de controle são usados.

Alterar a vazão de líquido ou gás devido ao estrangulamento é a principal ação de controle em sistemas de controle automático. O acelerador usado para regular os parâmetros do processo é “ órgão regulador ».

A principal característica estática do corpo regulador é a dependência do fluxo através dele do grau de abertura:

onde q=Q/Q max - fluxo relativo

h=H/H máx – curso relativo do obturador do corpo regulador

Essa dependência é chamada características de fluxo autoridade reguladora. Porque o órgão regulador faz parte de uma rede de dutos, que inclui trechos de dutos, válvulas, voltas e curvas de tubulações, trechos ascendentes e descendentes; sua característica de fluxo reflete na verdade o comportamento do sistema hidráulico “órgão regulador + rede de dutos”. Portanto, as características de fluxo de dois elementos de controle idênticos instalados em tubulações de comprimentos diferentes diferirão significativamente entre si.

Uma característica de um órgão regulador que é independente de suas conexões externas – “ característica de rendimento" Esta dependência da capacidade relativa do órgão regulador é desde a sua relativa descoberta h, ou seja

onde: s=K v /K vy – capacidade relativa

Outros indicadores utilizados para selecionar um órgão regulador são: o diâmetro de seus flanges de conexão Du, a pressão máxima permitida Ru, a temperatura T e as propriedades da substância. O índice “y” indica o valor condicional dos indicadores, o que se explica pela impossibilidade de garantir o seu exato cumprimento pelos órgãos reguladores seriados. Como a característica de vazão do regulador depende da resistência hidráulica da rede de dutos em que está instalado, é necessário poder ajustar esta característica. As autoridades reguladoras que permitem a possibilidade de tais ajustes são “ válvulas de controle" Possuem êmbolos cilíndricos maciços ou ocos que permitem alterar o perfil para obter as características de vazão exigidas. Para facilitar o ajuste das características de vazão, as válvulas são produzidas com Vários tipos características de rendimento: porcentagem linear e igual.

Para válvulas com característica linear, o aumento na capacidade de vazão é proporcional ao curso do êmbolo, ou seja,

onde: a é o coeficiente de proporcionalidade.

Para válvulas com característica de vazão percentual igual, o aumento na capacidade é proporcional ao curso do êmbolo e ao valor da capacidade atual, ou seja,

ds=a*K v *dh (4)

Quanto maior for a resistência hidráulica da rede de dutos, maior será a diferença entre as características de rendimento e fluxo. Relação entre a capacidade da válvula e a capacidade da rede – módulo hidráulico do sistema:

n=K vy /K vT (5)

Com valores n>1,5 válvulas com característica de fluxo linear tornam-se inadequadas devido à variabilidade do coeficiente de proporcionalidade a durante todo o curso. Para válvulas de controle com característica de vazão percentual igual, a característica de vazão é próxima de linear em valores n de 1,5 a 6. Como o diâmetro da tubulação de processo Dt é geralmente selecionado com uma reserva, pode acontecer que uma válvula de controle com diâmetro nominal igual ou semelhante Dn tenha capacidade excedente e, consequentemente, um módulo hidráulico. Para reduzir o rendimento da válvula sem alterar suas dimensões de conexão, os fabricantes produzem válvulas que diferem apenas no diâmetro da sede Dc.

2. Tarefa para um projeto de curso

Opção nº 7

3. cálculo de válvulas de controle

1. Determinação do número de Reynolds

, Onde - taxa de fluxo no fluxo máximo

r=988,07 kg/m 3 (para água a 50 o C) [tabela. 2]

m=551*10 -6 Pa*s [tabela. 3]

Re> 10.000, portanto, o regime de fluxo é turbulento.

2. Determinação da perda de pressão em uma rede de dutos com vazão máxima

, Onde , x Mvent =4,4, x Mcolen =1,05 [Tabela. 4]

3. Determinação da queda de pressão na válvula de controle na vazão máxima

4. Determinação do valor calculado da capacidade condicional da válvula de controle:

, onde h=1,25 - fator de segurança

5. Seleção de uma válvula de controle com a capacidade K Vy mais próxima (de acordo com K Vз e DN):

escolher válvula de controle de ferro fundido de sede dupla 25h30nm

pressão condicional 1,6 MPa

passe condicional 50mm

capacidade condicional 40 m3/h

característica de rendimento linear, porcentagem igual

tipo de ação MAS

material ferro fundido cinzento

temperatura do ambiente controlado -15 a +300

6. Determinação da capacidade da rede de gasodutos

7. Determinação do módulo hidráulico do sistema

<1.5, следовательно выбираем регулирующий клапан с линейной пропускной характеристикой (ds=a*dh)

Coeficiente que mostra o grau de redução da área de vazão da sede da válvula em relação à área de vazão dos flanges K = 0,6 [Tabela. 1]

4. Perfil do êmbolo da válvula de controle

As características de fluxo exigidas da válvula de controle são garantidas pela fabricação de uma superfície de janela com formato especial. O perfil ideal do êmbolo é obtido calculando a resistência hidráulica do par acelerador (êmbolo - sede) em função da abertura relativa da válvula de controle.

8. Determinação do coeficiente de resistência hidráulica da válvula

, Onde , V=2 para válvula de sede dupla

9. Determinação do coeficiente de resistência hidráulica da válvula de controle em função do curso relativo do êmbolo

, onde h=0,1, 0,2,…,1,0 ,

x dr - coeficiente de resistência hidráulica do par de válvulas borboleta x 0 =2,4 [Tabela. 5]

10. De acordo com o cronograma da [Fig. 5] o valor a k é determinado para a seção transversal relativa do par de aceleradores

O valor de m é especificado usando a fórmula:

.

A determinação de novos valores de m continua até que o novo valor máximo de m difira do anterior em menos de 5%.